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 500回巻きで、コイルの断面積が4センチ×4センチ、磁石が96mステラ、中心が960ガウスです。このコイルの中で、磁石を回転させて発電します。
1,1秒間あたりの回転数によって発生する電圧は、理論的にはどのようにかわるのでしょうか。計算方法を教えてください。
2,LEDを点灯させる場合、どの程度の回転数ひつようになるのでしょうか。
  LEDは3V、3mA程度で点灯します。
 手書きの図を添付しました。ょ
  これを、大人や中学生に説明することになりました。一応教師ですが、全然、不明です。
  よろしくお願いします。

「コイルと磁石での発電の電圧の計算方法」の質問画像
gooドクター

A 回答 (2件)

まず,磁束密度の単位は,T(テスラ)です。

現行のSI単位系ではガウスは使いません。
仮に磁石の面積が3cm×3cmで磁束密度96mTとすると,磁束φ=9cm^2×96mT=8.6×10^(-5)Wbの磁束が生じます。Wb(ウェーバ)は磁束の単位で,Vs(ボルト・秒)と同じです。

さて,1秒間にN回の回転速度[s^(-1)]で回転させたm回巻きのコイルには,
E=m2πNφ/√2[V]の実効値の交流電圧が生じます。これは
「磁束の時間的変化が電圧を生じる」という電磁誘導の法則から導かれる式です。

さて,φ=8.6×10(-5)Wb,m=500回,E=3Vとすると,N=15.6[s^(-1)]となります。
すなわち毎秒16回転させてやればLEDが点くはず,の予想になります。
磁石が遠心力でぶっ飛ばないよう,注意して実験してくださいね。
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なんだか絵が良く見えませんが四角い部分がコイルのようですが、


この中で磁石を回しても発電はしないように思いますが?
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