インダクターがエネルギーを一瞬で蓄えられない理由は？

鉛蓄電池の充電にはイオンが物理的に移動するのに時間がかかりそうです。しかし、インダクターは特に化学変化をするようなものはありません。電子も地場も光速で伝播すると思います。しかし、実際にはインダクターにエネルギーが蓄えるには時間がかかります。なぜ、光速には程遠い時間がかかりエネルギーが蓄えられるのでしょうか？

以上が質問になります。
なお、以下はお時間があったり分かればで良いので追加で教えていただければ幸いです。
・電磁石の磁場強度もゆっくりと増えますか？
・空気コンデンサーの充電も時間がかかりますがなぜですか？

No.4 ベストアンサー 回答者： tknakamuri 回答日時： 2024/04/19 13:37

別にインダク夕に限らず、電圧と電流が有限なら

エネルギーの移動には時間がかかります。
充分に大きな電圧をかければインダクタにも一瞬で
エネルギーを蓄えられます。

質量のある物体を力で押す場合
物体がエネルギーを得るには時間がかかりますが
力を電圧
質量をインダク夕ンス
速度を電流
運動エネルギーを磁気エネルギー
に対応させると、全く同じ関係式になります。

F=mdv/dt
E=(1/2)mv^2

v=Ldi/dt
E=(1/2)Li^2

インダク夕を質量に置き換えて考えると
理解の助けになります。
インダクタは電気回路における質量のようなものと言えます。

コンデンサも充分大きな電流を加えれば一瞬で充電出来ます。

No.3 回答者： endlessriver 回答日時： 2024/04/16 18:34

過渡現象のお約束は「Lの電流変化とCの電荷(電圧)変化は

連続」です。さもないと、i=dQ/dt=CdV/dtや v=Ldi/t
によって、電流や電圧が∞になるから。

No.2 回答者： angkor_h 回答日時： 2024/04/16 13:05

> 実際にはインダクターにエネルギーが蓄えるには時間がかかります。

そんなことはありません。
電圧変化に対して電流変化は遅れますが、
時間がかかるという表現ではありません。

> ・電磁石の磁場強度もゆっくりと増えますか？
磁場の強度は、コイルに流れる電流の値×巻き数で決まります。
磁石の強さと言う面では、鉄心等が持つ固有の透磁率が影響します。
ゆっくり変化する、と言う事はありません。

・空気コンデンサーの充電も時間がかかりますがなぜですか？
たぶん高圧仕様なんだと思います。
充電電源が小さな電流しか出せないから、だと思います。

No.1 回答者： taunamlz 回答日時： 2024/04/16 12:00

インダクタには電流を保持しようとする性質があります。

この性質を利用することで、エネルギーが蓄えることができるのです。
電流を流れている状態でスイッチを切ると、電流が流れ続けようとするのです。
しかし、電流を保持しようとする性質は、スイッチを入れたときにも働きます。
電流が流れていない状態でスイッチを入れると、電流が流れない状態を維持しようとするのです。

ここまでで良ければ、下は読まなくで大丈夫です。

では、なぜ電流を保持しようとするのかです。
インダクタはコイルです。
①コイルに磁石を近づけたり遠ざけたりすると、コイルに電流が流れます。
これは、磁界が変化すると、コイルに電流が流れるということです。
②そして、コイルに電流を流すと磁界が発生します。
これは、コイルに電流を流す前後で磁界が変化するということです。

ということはです。
コイルに電流を流すと磁界が変化するのですから、その変化によりコイルに電流が流れるということです。
このときに、①と②の電流の向きが逆なので、打ち消し合うために電流が流れにくくなります。
このことを、電流を保持しようとする性質と言っています。



・電磁石の磁場強度もゆっくりと増えますか？

ゆっくり変化します。

・空気コンデンサーの充電も時間がかかりますがなぜですか？

電流をたくさん流せれば、一瞬で充電できます。
しかし、電流を流せない理由があります。

まず、電源が出力できる電流に制限があります。
そして、コンデンサに接続する配線に抵抗値があるため、流せる電流値がそこで決まってしまいます。