新人のための電気の基礎知識(磁気)
2.直流回路 2.1.オームの法則 2.2.電力・熱エネルギー 2.3.直流回路の計算 2.4.電源(電池)の接続 |
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4.静電気・コンデンサ 4.1.電子・静電気 4.2.クーロンの法則 4.3.コンデンサ 4.4.コンデンサの接続 |
5.交流回路 5.1.正弦波交流 5.2.ベクトル 5.3.RLC回路 5.4.位相 |
6.三相交流 6.1.三相交流 6.2.三相結線 6.3.交流電力 6.4.三相四線式・単相三線式 |
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磁力線(磁束) | 磁力線の性質 ・N極から出てS極に向かう ・最短距離を結ぼうとするが、隣の磁力線と反発する。 ・磁力線は交差しない。 |
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クーロンの法則 | ・荷電粒子間に働く力は2つの粒子の電荷の積に比例し、距離の二乗に反比例する。 ・同極間では反発力となり、異極間では吸引力となる。 |
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右ねじの法則 | ・導体に電流を流すと、導体の周辺に磁力線ができる。 ・磁力線の向きは右ねじの向きとなる。 (アンペアの右ねじの法則) |
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磁界の強さ H[A/m] |
・磁界の強さ H=6.33×10-4×(m[Wb]/r2[m]) (m1=1[Wb]のとき) ・磁極に働く力 F=m1H |
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ビオサバールの法則 | ・ビオ・サバールの法則 ・円形コイルの中心に生じる磁界 H[A/m]=NI/2r (I:電流、N:巻き数、r:半径) |
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環状コイル | ・環状コイルの内部の磁界 H[A/m]=NI/2πr (I:電流、N:巻き数、r:環状コイルの半径) |
起磁力 | ・起磁力 Fm[A]=NI (N:巻き数、I:電流) |
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磁束 | @ある面積に存在する磁束線(垂直成分)の総数 磁束Φ=磁束密度B×面積S (磁束の貫通面Sは磁束線と直角であること) A物質の透磁率μと磁力線の本数Nの積 Φ=μN |
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磁気抵抗 | ・磁気抵抗 Rm[H-1]=Fn/Φ=NI/Φ (Φ:磁束) Rm=L/μS (L:磁路の長さ、μ:透磁率、S:断面積) |
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磁気回路のオームの法則 | 環状コイルに電流を流した時の磁気抵抗、起磁力、磁束の関係はオームの法則に似ている。 Rm=NI/Φ [A/Wb] Rm:磁気抵抗 NI:起磁力 Φ:磁束 |
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透磁率 | ・磁界の強さHと磁束密度Bの関係における比例j定数(μ) (磁気を通す比率) B=μH ・真空中の透磁率を特にμ0で表す。 |
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比透磁率 | ある物質の透磁率μと、真空の透磁率μ0 の比 比透磁率μr=μ/μ0 μ0=4π×10-7[H/m] |
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フレミングの左手の法則 | 左手の親指、人差し指、中指を、各々直角(90°)の角度で開いた時、 ・左手中指・・・・電流の向き ・人差し指・・・・磁界の向き ・親指 ・・・・力の向き で表すことができる。 |
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電磁力 | 直線導体 | 調整中 | |||||||||||||
方形コイル | 調整中 | ||||||||||||||
平行線導体 | 調整中 |
磁化曲線 (ヒステリシス曲線) |
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エアギャップ | ||
磁気シールド |
電磁誘導 | コイルに磁石を急接近(或いは遠ざける)させる(磁力線がコイルを貫通)時、コイルに起電力が生じる。 これを電磁誘導という。 |
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ファラデーの法則 | 電磁誘導によってコイルに発生する起電力の大きさは、そのコイルを貫く磁束の時間的変化に比例する。 | |
フレミングの右手の法則 | 右手の親指、人差し指、中指を、各々直角(90°)の角度で開いた時、 ・右手中指・・・・起電力の向き ・人差し指・・・・磁界の向き ・親指 ・・・・運動の方向 で表すことができる。 |
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インダクタンス | ・自己インダクタンスL コイル電流に変化が生じるとき、コイルを貫通する磁束の変化により、コイル自身に(磁束の変化を妨げる向きに)起電力が生じる。(自己誘導) その時の比例常数を自己インダクタンスという 起電力 e=L(ΔI/Δt) 自己インダクタンスL[H]=NΦ/I (e=L(ΔI/Δt)=−N(ΔΦ/Δt)(ファラデーの法則による) |
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・環状コイルのインダクタンス | ||
・相互インダクタンス 一方のコイルに流れる電流I1が変化すると、磁束Φが変化し、同磁束が貫通する他方のコイルに起電力e2が生じる。(相互誘導) その時の比例常数を相互インダクタンスという。 起電力e2=ーM(ΔI1/Δt) 相互インダクタンスM[H]=N2Φ/I1 |
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ファラデーの法則 | 電磁誘導でコイルに発生する起電力の大きさは、コイルを貫通する磁束の時間的変化率(ΔΦ/Δt)に比例する | |
レンツの法則 | 電磁誘導で発生する誘導起電力の向きは、元の磁束の変化(増減)を妨げる向きとなる (元の磁束が増加すると、減じる向きの磁束が生じ、減じると、増加する向きの磁束が生じる) |
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