物理理科電磁気学・光学・天文学

5分でわかるファラデーの法則!電磁誘導の原理も含めて理系大学院卒ライターがわかりやすく解説

よぉ、桜木建二だ。今回は「ファラデーの法則」について勉強していこう。
お前らは、マクスウェルの方程式を知っているか?マクスウェル方程式は電磁気学の基礎となる有名な方程式だ。その中の一つにファラデーの電磁誘導の法則があるぞ。今回はファラデーの法則を電磁誘導の観点や歴史的背景を含めて理系大学院卒ライターこーじと一緒に解説していくぞ。

解説/桜木建二

「ドラゴン桜」主人公の桜木建二。物語内では落ちこぼれ高校・龍山高校を進学校に立て直した手腕を持つ。学生から社会人まで幅広く、学びのナビゲート役を務める。

ライター/こーじ

元理系大学院卒。小さい頃から機械いじりが好きで、機械系を仕事にしたいと大学で工学部を専攻した。卒業後はメーカーで研究開発職に従事。物理が苦手な人に、答案の答えではわからないおもしろさを伝える。

電磁誘導とは

image by iStockphoto

電磁誘導とは、磁界の変化によって電流が生まれる現象です。ファラデーは、この現象を実験的に明らかにしました。実験方法はいたって単純です。1巻のコイルを電流計につなぎます。コイルの中に磁石を通過させ、その時の電流計の値を読み取る実験です。

これにより、磁石が動いている場合は、電流が流れ止まっているときは流れません。この現象が電磁誘導です。電磁誘導の際に発生する電流を誘導電流といい、コイルが電流を発生させようとする起電力を誘導起電力といいます。

磁束と磁束密度

磁石をコイルに近づけた際、コイルを貫く磁力線の本数を磁束といいます。磁束は記号φで表し、単位は(Wb)です。また、単位面積当たりの磁束を磁束密度といい、記号Bで表します。単位は(Wb/m^2)です。電磁誘導は、コイルを貫く磁束の変化が重要になります。

電磁誘導の特徴

電磁誘導の特徴を説明していきましょう

1つ目は、コイルに磁石を近づけた一瞬だけ電磁誘導現象が起こります。これは、少しでも磁石が動いてないと誘導電流は流れないということです。2つ目は磁石の速度が速いほど誘導電流の値は大きくなります。電磁誘導は、磁界の変化によって電流が生まれる現象です。それは、ある時間における磁束の変化量が大きいほど誘導電流が大きくなることを示しています。3つ目は磁石のN極とS極を近づけた際は、誘導電流の向きが逆転することです。これはレンツの法則により説明できます。

次のページを読む
1 2 3
Share: