【高校物理】変圧器のお話

どうも、5ニョッキ📓です✋

この間、変圧器の質問をもらって、一次側の電力と二次側の電力が等しくなるのはなぜですか？の生徒さんの質問に瞬時に式で答えられなかったので、今回はその話を自分の頭の整理のために書いていきます。

まず、何巻でもいいんですが、コイルに電流を流したら、磁場が発生するんですが（というか電流の周りには磁場が発生する）、この話を進めていくとΔIの電流はΔΦの磁束を発生させるんだよね？って言うのが一つ目。でこの磁束の変化ΔΦを打ち消すような向きに誘導起電力が発生するんだよね、ファラデーの法則とレンツの法則だよね、これが二つ目、で一つ目と2つ目が混ざったものが自己誘導という現象で、コイルに流れる電流が変化すると、その変化を打ち消す向きに誘導起電力が生じるって言うね。この３つで一次側の話は終わりです。

で、ですよ。今から2次側を考えます。先ほどΔI１が流れた時にΔΦが発生しましたが、下図のように1次コイルと2次コイルが鉄心のようなもので磁気的につながってる場合、相互作用が起きますよね？つまりはΔI1によって2次側のコイルにも誘導起電力が生じる。これが相互誘導ってやつです。1次側の自己誘導と2次側の相互誘導、ここまでは教科書に書いてあるのです。

それで、何が足りないのかをかんがえていたところ、2次側の自己誘導と、1次側の相互誘導も起きるんじゃないの？ってのが抜けてるなって思って。で、式をたてて、式変形して行ったら、1次側の電力と2次側の電力が無事等しくなったって言うね。

いや～それだけの話で、感覚的には当たり前なんですけど、案外灯台下暗しだったなぁっていうお話でした。

（終わり）