相互誘導と点規約付きの相互インダクタンス

相互誘導の定義

相互誘導とは、コイルが隣接するコイルの電流変化率により、EMFが誘導される現象であり、その際、一方のコイルの磁束がもう一方のコイルと連携することを指します。

相互誘導係数の定義

相互誘導係数は、コイルに誘導されるEMFと隣接するコイルの電流変化率の比であり、二つのコイルが磁束連携の可能性がある場合を指します。電流

相互誘導

コイルに時間変動する電流が流れると、時間変動する磁束がコイル自体と連携し、コイルに自己誘導EMFが生じます。このEMFは、コイルまたはインダクタでの電圧降下として観測されます。しかし、コイルが自分の磁束のみと連携することは実際にはありません。別のコイルが近くに配置され、時間変動する電流が流れる場合、そのコイルによって生成された磁束も最初のコイルと連携します。この変動する磁束連携により、最初のコイルにもEMFが誘導されます。この現象は相互誘導と呼ばれ、他のコイルに時間変動する電流が流れることで一つのコイルに誘導されるEMFは相互誘導EMFと呼ばれます。最初のコイルが時間変動する電源にも接続されている場合、そのコイルの総EMFは自己誘導EMFと相互誘導EMFの合成です。

相互誘導係数または相互インダクタンス

自己インダクタンス L1 のコイルと自己インダクタンス L2 のコイルを考えます。これらのコイルは低リラクタンスの磁心によって結合されており、一方のコイルが生成するすべての磁束が他方のコイルと連携します。つまり、システム内で磁束の漏れはありません。
コイル2をオープン回路に保ちつつ、コイル1に時間変動する電流を適用します。コイル1に誘導される電圧は
次に、コイル1をオープンにして、コイル2に時間変動する電流を適用します。コイル2によって生成された磁束は磁心を通じてコイル1と連携し、結果としてコイル1に誘導されるEMFは
ここで、Mは相互誘導係数または短く相互インダクタンスです。コイル2の電源を妨げずに、コイル1に時間変動する電流源を接続します。その場合、コイル1には自身の電流による自己誘導EMFと、コイル2の電流による相互誘導EMFが生じます。したがって、コイル1に誘導される結果的なEMFは
相互誘導EMFは、コイルの極性によって加算的または減算的になることがあります。Mの式は

この式は、一方のコイルが生成するすべての磁束が他方のコイルと連携する場合にのみ正当化されますが、実際には常にすべての磁束を連携させることは不可能です。実際の相互インダクタンスの値は、一方のコイルの磁束が他方のコイルと連携する量に依存します。ここでは、kは実際の相互インダクタンスの値を導出するためにMに乗算する必要がある係数です。

ドット規則

すでに述べたように、相互誘導EMFが加算的か減算的かは、相互に結合されたコイルの相対的な極性に依存します。相互に結合された2つ以上のコイルの相対的な極性は、ドット規則で表されます。これは、コイルのいずれかの一端にドットマークを付けて表示されます。ある瞬間に、コイルのドット付き端から電流が入る場合、他のコイルには後者のドット付き端に正の極性を持つ相互誘導EMFが生じます。別の言い方をすると、コイルのドット付き端から電流が出る場合、他のコイルには後者のドット付き端に負の極性を持つ相互誘導EMFが生じます。

Source: Electrical4u.

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.