電気回路 その4

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  未熟な左手が作った第2種MEの電気回路に関するノートです。
誤りがございましたら、ご連絡下さい。



電磁気

右ネジの法則

  1本の電線に上から下に電流が流れると磁界が発生し、電線に対して同心円状に磁束Φ(磁力線)が右回りの方向に発生する法則。

右ネジの法則

右ネジの法則

フレミング左手の法則

  磁界中に電線を置き電流を流した場合、発生する電磁力の方向は"左手"の"中指"が"電流方向"、"人差指"が"磁界方向"、"親指"が"電磁力の方向"となる法則。

フレミング左手の法則

フレミング右手の法則

  磁界中に電線を置き、電線に力を加えた場合、発生する誘導電流の方向は"右手"の"中指"が"誘導電流方向"、"人差指"が"磁界方向"、"親指"が"力の方向"となる法則。

原因結果応用例
左手の法則磁界と直角方向に電流が流れる電磁力(力)発生電動機(モーター)
右手の法則磁界と直角方向に力が働く誘導電流(電流)発生発電機

変圧器(トランス)

  変圧器は、その名の通り電圧を変化させる装置でトランスとも呼ばれます。変圧器は、電気を効率よく送電するためには必要不可欠なものです。
  発電所で作られた電気は、変圧器を使って高電圧で送電されますが、そのままの高電圧では、扱いにくく危険であるため変電所や電柱の上にある円筒状の変圧器によって徐々に低電圧にされ一般家庭の送られます。
  一般家庭でも変圧器は活躍しています。パソコンとコンセントの間にある黒くて四角奴や携帯電話を充電するため使われる充電器などにも変圧器は使用されています。

≪原理≫

  変圧器の一次コイルに交流電圧 E [V]を加えると、一次コイル側には V1 [V]、二次コイルには V2 [V]の誘導起電力が発生します。交流電圧は、絶えず変化しているため、電流も絶えず変化します。すると磁束も変化し、誘導起電力が発生し続けます。

変圧器(トランス)

≪電源≫

  変圧器を使用する場合、交流電源を使用しなければなりません。直流電源で変圧器を使用すると変圧できないばかりか発熱して変圧器が焼け焦げる可能性があります。変圧器を使用する場合は、必ず交流電源で使用しなければなりません。


≪コイルの巻き数と電圧、電流、抵抗、電力の関係≫

  一次コイルの巻き数をN1、電圧をV1 [V]、電流をI1 [A]、抵抗をR1 [Ω]、電力W1 [J]とし、二次コイルの巻き数をN2、電圧をV2 [V]、電流をI2 [A]、抵抗をR2 [Ω]、電力W2 [J]とします。

◆電圧変圧器(トランス)

  電圧は、コイルの巻き数の比に比例します。
    変圧器(トランス)

◆電流

  電流は、コイルの巻き数の比に反比例します。
    変圧器(トランス)

◆抵抗

  抵抗は、コイルの巻き数の比の2乗に比例します。
    変圧器(トランス)

◆電力

  電力は、コイルの巻き数に関係なく一定です。
    変圧器(トランス)


コイルの巻数との関係例) 1次側の電圧を10[V]、電流を10[A]とすると
一次側
コイル巻数比 : 1
二次側
コイル巻数比 : 5
電圧巻数に比例10 [V]50 [V]
電流巻数に反比例10 [A]2 [A]
抵抗巻数の2乗に比例1 [Ω] 25 [Ω]
電力巻数に無関係に一定100 [J]100 [J]






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