3. 電磁誘導 誘導起電力 – 問題と解決策
1. コイルを、元のコイルの2倍の巻き数を持つ別のコイルに交換し、磁束の変化率が一定であるとします。初期誘導起電力と最終誘導起電力の比を求めなさい。
既知:
初期ループ数(N)= 1
最終ループ数(N)= 2
初期磁束の変化率 (ΔØ B / Δt) = 最終磁束の変化率 (ΔØ B / Δt)
求めるもの:初期誘導起電力と最終誘導起電力の比率
解決策:
ファラデーの電磁誘導の法則の式:
E = -N (ΔØ B / Δt)
E = 誘導起電力、N = ループ数、ΔØ B / Δt = 磁束の変化率
初期誘導起電力と最終誘導起電力の比率:
Eの頭文字:Eの末尾
-N (ΔØ B / Δt) : -N (ΔØ B / Δt)
1:2
2. 初期状態(1)では、20巻のコイル上の磁束が2秒間で5Wb変化します。最終状態(2)では、同じ磁束が8秒間で変化します。初期誘導起電力と最終誘導起電力の比を求めなさい。
既知:
初期磁束の変化率 (ΔØ B / Δt) = 5/2
最終磁束の変化率 (ΔØ B / Δt) = 5/8
ループ数(N)= 20
求めるもの:初期誘導起電力と最終誘導起電力の比
解決策:
Eの頭文字:Eの末尾
-N (ΔØ B / Δt) : -N (ΔØ B / Δt)
20(5/2): 20(5/8)
5/2: 5/8
1/1: 1/4
4:1
3. 初期コイルの磁束は200ループで、0.4秒間に0.06Wb変化します。最終コイルの磁束は0.2秒間に0.08Wb変化します。最終コイルのいくつかのループを初期コイルのループ数の半分に置き換えた場合、初期ループと最終ループの誘導起電力の比を求めなさい。
既知:
初期磁束の変化率 (ΔØ B / Δt) = 0.06 / 0.4
初期ループ数(N)= 200
最終磁束の変化率 (ΔØ B / Δt) = 0.08 / 0.2
最終ループ数(N)= 100
求めるもの:初期誘導起電力と最終誘導起電力の比
解決策:
Eの頭文字:Eの末尾
-N (ΔØ B / Δt) : -N (ΔØ B / Δt)
200(0.06/0.4): 100(0.08/0.2)
2 (0.15) : 1 (0.4)
0.3:0.4
3:4