電磁誘導

銅管の中に磁石を入れると普通に落下させるより遅く落ちるのは電磁誘導が働くためであるのはわかるのですが、詳細に説明することができません。どのように、説明するのが適切なのでしょうか。また、銅管の厚さを二倍にするとより、落下速度が遅くなるのはより遅くなるのも電磁誘導で上向きの力が働くように思うのですがどうなのでしょうか。

No.2 回答者： foobar 回答日時： 2005/07/19 15:52

銅管の電気的な時定数と、磁石の通過速度にも依存するのですが、

磁石が充分速いときには、
磁石の下側に反発側の誘導電流が流れますし、

磁石がそれほど速くないときには
磁石の下側（磁石が近付く側）は反発の、
磁石の上側（磁石が離れる側）には吸引の
向きの誘導電流が流れます。

詳細に説明しようとすると、
・磁石が通過するときに銅管を鎖交する磁束の変化を求める
・磁束の変化から銅管に誘導する電圧を計算する
(磁石の下側と上側で誘導電圧の向きが反転します）
・誘導電圧と、銅管の電気抵抗（と銅管の自己インダクタンス）から誘導電流を計算する
(このとき、電気的な時定数 (インダクタンス/抵抗)と磁石の通過時間の兼ね合いで、電流の分布がかわります。)
・誘導電流によって磁石に作用する力を求める
という手順になるかと思います。

銅管の厚みを増したときには、#1さんも書かれているように、
銅管の抵抗が下がって、誘導電流が大きくなり、
磁石の通過を妨げる力が大きくなります。

No.1 回答者： goobest_2004 回答日時： 2005/07/19 11:45

電磁誘導で生じる、うず電流が原因です。

うず電流によって、反発する磁力を発生するため、落下が遅くなります。
また渦電流は、同感の厚さが厚いと抵抗が小さいので電流が増えて余計に反発力をもつんだと思います。

ちなみに、トランスだとの変圧器は、うず電流が発生してジュール熱損失が出ないように、鉄心に薄い鉄板を層状に重ねて使用しているくらいです。