ウォーターサーバーとコーヒーマシンが一体化した画期的マシン >>

交流電源発生装置において、コイルには誘導起電力が発生する辺と発生しない辺があります。
どうして特定の辺には発生しないんでしょう?

写真の図99の左の絵の辺ウイとエアです。
教科書の本文にある「磁場を横切らずに回転するため…」の件の詳しい説明を求めています。
誰か教えてください。

「交流電源発生装置において、コイルには誘導」の質問画像

A 回答 (2件)

真上から(磁石のS極側から)、導線の横切る「面積」を見てみましょう。



 「アイ」や「ウエ」の導体は、「真横」になったときから、180°回転する間に「導線の長さ × 回転の直径」に相当する面積の「磁束」を通過することが分かりますよね。

 では「イウ」や「エア」の部分はというと、この部分が回転してできる「線」の部分しか「磁束」を通過しません。「線」では「面積」はゼロなのです。つまり、「磁束」を横切ってはいないのです。

 つまり、「アイ」や「ウエ」は磁束を横切っていますが、「イウ」や「エア」の部分は、磁束を横切っていないということなのです。

 もう一度、真上からよく見てみてください。
    • good
    • 1
この回答へのお礼

なるほど…
面積がないから時間的な磁束変化=0なのですね…
スッキリしました!!

お礼日時:2016/03/16 19:24

誘導起電力は、フレミングの右手の法則で説明されていると思います。


「磁場を横切らずに回転するため…」を確認するためには、
磁場を磁力線で現せばわかると思います。
磁力線を横切らない辺があれば誘導起電力発生に寄与しません。
ご確認ください。
貼り付け図は見えません(読めません)。
    • good
    • 0

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aを見た人が検索しているワード

このQ&Aと関連する良く見られている質問

Q高校物理の電磁気の範囲で、誘導起電力というものがありますが、これは磁束を刈り取る向きすすむ導体に

高校物理の電磁気の範囲で、誘導起電力というものがありますが、

これは磁束を刈り取る向きすすむ導体にしか発生しないようです…

これは何故なのでしょう?
教えてください。

Aベストアンサー

電流は磁場を生み(ビオ・サバールの法則、アンペールの法則)、磁場の中の電流には力が働き(ローレンツ力)、そして時間的に変化する磁場は起電力を生む(ファラデーの電磁誘導の法則)といった具合に、電気と磁気とは相互に密接に関係しています。
 高校物理では、全体を体系化・一体化した教え方は難しいので、定性的な説明に終わっていると思います。

 ご質問の「磁束を刈り取る方向」というのは「磁束を横切る」という意味でしょうか。上に書いたように、「時間的に変化する磁場」が必要ですので、「磁束に平行」は運動では起電力は発生しません。(「時間的に変化する磁場」というのは、数学的には「微分」で関係づけられます)
 また、上に書いたように、誘導起電力によって流れる電流によって、またまた磁場(磁束)が生まれます。この磁場(磁束)は、もともとあった磁場(磁束)を打ち消す方向に発生します。「方向」があるので、ベクトルで扱う必要があります。(3次元的な「方向」の関係なので、「フレミング右手の法則」とか「フレミング左手の法則」などで説明されると思います)
 大学の理科系に行けば、微積分やベクトル解析といった手法を使って、これらを厳密に論じる「電磁気学」というものに出会うチャンスがあると思います。そこでしっかりと学んでください。

電流は磁場を生み(ビオ・サバールの法則、アンペールの法則)、磁場の中の電流には力が働き(ローレンツ力)、そして時間的に変化する磁場は起電力を生む(ファラデーの電磁誘導の法則)といった具合に、電気と磁気とは相互に密接に関係しています。
 高校物理では、全体を体系化・一体化した教え方は難しいので、定性的な説明に終わっていると思います。

 ご質問の「磁束を刈り取る方向」というのは「磁束を横切る」という意味でしょうか。上に書いたように、「時間的に変化する磁場」が必要ですので、「磁束...続きを読む

Q回転するコイルの誘導起電力について

一般的に、回転するコイルの誘導起電力は
θ = 0のときの磁束を Φ0 として

V = - Φ0 = - Φ0 ( - ωsinωt ) = Φ0ωsinωt

という式で、

V0 = Φ0ω

に置き換えると思うのですが、ここで疑問があります。
電位(V)というのは

V = Ed

で電界の強さ(E)に距離(d)をかけた値ですよね?
今回は電界の強さに代わるものはΦ0(ここの認識が間違ってるのかなぁ・・)だと思うのですが、
ωは角速度という名前の通り「速度」ですよね?
もしそうだとするとなぜ電界の強さに速度をかけたものを
電位に置き換えることが可能なのでしょうか?

Aベストアンサー

>V = - Φ0 = - Φ0 ( - ωsinωt ) = Φ0ωsinωt

レンツの法則はこうじゃなくて
Φ=Φ0cosωt
V=-dΦ/dt= Φ0 ( - ωsinωt ) = Φ0ωsinωt

電圧の単位 V を基本単位で書くと  kg·m^2·s^(-3)·A^(-1)
磁荷の単位 Wbを基本単位で書くと kg·m^2·s^(-2)·A^(-1)
角速度は基本単位で書くと 1/s
電場を基本単位で書くと kg·m·s^(-3)·A^(-1)

V=Φ0ωsinωt の両辺の次元を比べると

kg·m^2·s^(-2)·A^(-1) = kg·m^2·s^(-2)·A^(-1) x (1/s)

で次元がぴったり合っていることがわかると思います。

Q交流の発生

磁場の中で、コイルを回転させると、コイル面を貫く磁力線の数が、常に変化して、
コイルの両端に誘導起電力が生じる。

コイル面が磁場と垂直になると
コイル面を貫く磁力線の数の変化は0になり、
この瞬間誘電起電力は0Vになる。
この部分が分からないのですが、
どなたか、説明お願いしますm(--)m

Aベストアンサー

立体感覚の問題です。
次はコイルが刻々休まず回転して ★動いている ことをイメ-ジしましょう。
       A
ーーーーーーーーーーーーー→磁力線
ーーーーーーーーーーーーー→
ーーーーーーP・ーーーーーー→磁力線
ーーーーーーーーーーーーー→
ーーーーーーーーーーーーー→磁力線
       B

APBを矩形状コイルの面が磁力線に垂直になったときの手前の1側面と思ってください。
Pはコイルの回転軸

この図APBをPを中心にして左回転(右に回転でもよい)してみましょう。

すると
1瞬ですが四角コイルのA辺は左にB辺は右に、磁力線に平行に動くでしょう(回転円の接線方向に動く瞬間があるでしょう、コイルの面識が狭まらない瞬間があるでしょう)。
そして徐々にコイル辺AとBは、磁力線を切っていって、磁力線が突き抜けるコイルの面積が急速に狭くなりA辺B辺が磁力線を垂直に切る瞬間(コイル面が磁力線に平衡になった瞬間)の磁力線を切るスピードが一番早いでしょう(コイルを突き抜ける面積の狭まる速度が1番速いでしょう)。
コイルの中を突き抜ける磁力線の本数の変化が早いほどコイルに発生する電圧が大きくなると、暗記しなさい。というのがファラデーとレンツ氏の法則です。博士たちもこれと全く同じ覚え方をして発電機を製造しているのです。

コイルを突き抜けて知恵の輪状に交差している状態を、専門の方では★磁束差交数(交差数のこと)と用語を作って コミニュケーション に使います。

発電の覚え方に、★磁力線を切るスピードで覚える別法もあります。同じ事を別の観点から見た応用編といえます。

参考1) ●APBを等速で円回転すると、切った本数だけコイルを突き抜ける本数が少なくなるでしょう。
同じ理屈になるので、コイルを回転する発電では、切った本数のスピードで発電電圧の大小を設計しても、よいのです。

参考2) ●トランスのように、コイルを動かさないで、突き抜ける磁力線の本数を変化させる場合は、磁束差交数(コイルの巻き数x磁束数)の変化で誘導電圧電流を計算します。IH炊飯器はトランス型ですね。

立体感覚の問題です。
次はコイルが刻々休まず回転して ★動いている ことをイメ-ジしましょう。
       A
ーーーーーーーーーーーーー→磁力線
ーーーーーーーーーーーーー→
ーーーーーーP・ーーーーーー→磁力線
ーーーーーーーーーーーーー→
ーーーーーーーーーーーーー→磁力線
       B

APBを矩形状コイルの面が磁力線に垂直になったときの手前の1側面と思ってください。
Pはコイルの回転軸

この図APBをPを中心にして左回転(右に回転でもよい)してみましょう。

...続きを読む

Q誘導起電力

大学受験生です。

正方形の導体棒(左上から頂点をABCDとする、一辺あたり抵抗r)があり、頂点ABに抵抗のない導線を接続しそこに抵抗Rをつける。そして正方形の中の磁束密度を変化させていき、長方形ABCDに誘導起電力VがA→B→C→Dと発生するとする。

とあり、この回路に流れる電流を求めるのですが、キルヒホッフの法則をA→B→抵抗に適応するとき、抵抗Rに流B→Aと流れる電流をI、AB(抵抗r)にA→Bと流れる電流をiとするとRI+ri=0となっていました。

恐らく解答は正しいのでしょうが、僕がわからないのは、RI+ri=0のところになぜ誘導起電力が関わってこないのかということです。正方形ABCDにVかかっているなら一辺あたりV/4かかっているみたいに正方形ABCDに均一にかかってないのです。つまりRI+ri=V/4にどうしてならないかということです。

Aベストアンサー

そういうことですね。もちろん導体棒導線ループ内の磁束が変化しないことが条件ですがその辺は問題文や図で分かるように書かれているはずです。


人気Q&Aランキング