初心者にはとても難かしい電験三種
市販の参考書を読んでも、電気初心者にとってはわからないことばかりです
これから電験の勉強を始める電気初心者の方に向けて、電験の内容をやさしく解説し
「誰でもわかる電験参考書」を目指します

2014年11月27日

磁気23 導体に発生する起電力の公式No.1

導体に発生する起電力の公式
磁界中で導体を移動させると、導体に起電力が発生します (*1)
その起電力の大きさを求める公式は次のようになります

磁束密度Bの磁束の中を
長さlの直線導体が、速度v、角度θで移動するとき
導体に発生する起電力eの大きさを求める公式

e = Blv sinθ

磁界中で導体を移動させると、導体に起電力が発生する
この時の
導体の移動方向、磁界(磁束)の向き、 誘導起電力の向き の3つの関係は
フレミング右手の法則(後述) で説明することができます
    ↓ ↓ ↓ ↓ ↓
磁気 導体に発生する起電力の公式No.1 e = Blv sinθ.pdf







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磁気23 導体に発生する起電力の公式No.1
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2014年11月26日

磁気22 フレミング左手の法則





磁界中にある導体に電流を流すと、導体に電磁力が働きます
このときの
磁界(磁束)の向き B
電流の向き I
電磁力の向き F
を 左手を使ってあらわした法則をフレミング左手の法則 と言います

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磁気19 フレミング左手の法則.pdf


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磁気22 フレミング左手の法則
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2014年11月20日

磁気21 直線導体に働く力の公式No.2

導体の角度によって変わるFの大きさ
公式F = BIl sinθでは、θの角度が変わると、Fの大きさも変わります
@θ= 90° Aθ= 30° Bθ= 0° のときの、Fの大きさを見てみましょう

@θ= 90°のとき (磁束と導体は直角)
F = BIl sin90° にsin90° = 1を入力すると
F=BIl となる
θ= 90°のとき Fは F=BIl で求められる

Aθ= 30°のとき
F = BIl sin30° にsin30° = 1/2 を入力すると
F = 1/2 BIlとなる
θ= 30°のときFは F = 1/2 BIl で求められる

Bθ= 0°のとき(磁束と導体は平行)
F = BIl sin0° にsin0° = 0を入力すると
F = 0となる
θ= 0°のときFは F = 0 になる

@〜Bから次のことがわかります
導体を磁界の向きと直角(θ= 90°)においたとき導体に働く力Fは最大となる
導体を磁界の向きと平行(θ= 0° )においたとき導体に働く力Fは最小(零)となる

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磁気18 直線導体に働く力の公式No.2.pdf


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磁気21 直線導体に働く力の公式No.2

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2014年11月19日

磁気20 直線導体に働く力の公式No.1





磁界中の直線導体に電流を流すと、直線導体に力が働き移動します
その力の大きさを求める公式は次のようになります

磁束密度Bの磁界中において
磁束密度Bとの角度θの関係にある直線導体に電流Iを流したとき、
その直線導体に働く力の大きさを求める公式

F = BIlsinθ

F[N] : 導体に働く力
B[T] : 磁束密度
I[A] : 導体に流れる電流
l [m] : 導体の長さ
θ: Bと導体のなす角度

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磁気18 直線導体に働く力の公式No.1 F = BIl sinθ.pdf


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磁気20 直線導体に働く力の公式No.1
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2014年11月14日

磁気19 磁束密度と磁界の強さの公式 B=μH




磁束密度Bと 磁界の強さHの関係を表す公式は次のようになります

透磁率μの物質中における
磁束密度Bと磁界の強さHの関係を表す公式

B=μH

B[T] : 磁束密度 単位はテスラ
μ : 透磁率
H[A/m] : 磁界の強さ

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磁気17 磁束密度B と 磁界の強さH.pdf


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磁気19 磁束密度と磁界の強さの公式 B=μH




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2014年11月13日

磁気18 磁束密度を求める公式





1uあたりの磁束の量を磁束密度と言い、この磁束密度を求める公式は次の
ようになります

単位面積あたりの磁束密度Bを求める公式

B=φ/A

B[T] : 磁束密度
単位はテスラ
φ[Wb] : 磁束
A[u] : 断面積

磁束を断面積で割ると、磁束密度を求めることができます

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磁気16 磁束密度を求める公式.pdf


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磁気18 磁束密度を求める公式




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2014年11月11日

磁気17 磁気回路No.3

磁気回路電気回路と似ているため、この2つを対応させて考えると
わかり易くなります
磁気回路 Fm = φ・Rm を
電気回路 E = I ・ R に対応させた図は次のようになります

起電力 E と 起磁力 Fm
電流 I と 磁束 φ
抵抗 R と 磁気抵抗 Rm にそれぞれ対応させて考えます

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磁気15 磁気回路No.3.pdf


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磁気17 磁気回路No.3
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2014年11月10日

磁気16 磁気回路No.2





磁気回路には起磁力、磁束、磁気抵抗の3つの要素が存在します
この3つの間には密接な関係があり、その関係を表す公式は次のようになります

起磁力、磁束、磁気抵抗の関係を表す公式

Fm = φ・Rm

Fm[A] : 起磁力 単位はアンペア
φ[Wb] : 磁束
Rm : 磁気抵抗

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2014年11月07日

磁気15 磁気回路No.1

(1) 磁気回路
図1の環状コイルに電流を流すと、鉄心に磁束が発生します
このように磁束が発生し、磁束の通り道となる部分を磁気回路と言い
この磁気回路には起磁力磁束磁気抵抗の3つの要素が存在します

図1

起磁力 (起磁力を表す記号はFm)
起磁力(Fm)とは
磁束をつくるもとになるもので
Fm = NI (コイルの巻数×電流) で求めることができます

磁気抵抗 (磁気抵抗を表す記号はRm)
磁気抵抗(Rm)とは
磁束の通りにくさを表すものです
磁気抵抗Rmは 磁路の長さlに比例し、磁路の断面積Aに反比例するため
Rm=l/μA で求めることができます

磁束
コイルに電流を流すと、鉄心に磁束φが発生します


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2014年11月06日

磁気14 直線導体間に働く力の公式

2つの平行な直線導体に電流を流すと、導体間に吸引力または反発力が働く、
その時の導体間に働く力の大きさを求める公式は次のようになります

r[m]離れた、2つの平行な直線導体に、それぞれ電流I1、I2を流したとき
互いの導体1mあたりに働く力の大きさを求める公式

F=μ0I1I2/2πr

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磁気14 直線導体間に働く力の公式

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2014年11月02日

磁気13 磁界の強さを求める公式 (直線導体)





直線導体における磁界の強さを求める公式
導体に電流を流すと、アンペア右ねじの法則(*1) により導体の周囲に磁束が
発生し、磁界ができます。
その時の磁界の強さを求める公式は次のようになります

無限に長い直線導体に電流Iを流したとき、r [m] 離れた地点での
磁界の強さを求める公式
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磁気13 磁界の強さを求める公式(直線導体).pdf


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2014年11月01日

磁気12 磁界の強さを求める公式 (環状コイル)





環状コイルにおける磁界の強さを求める公式
環状鉄心にコイルを巻きつけたものを環状コイルと言い
環状コイルに電流を流すと、環状鉄心に磁束が発生し、磁界ができます
その時の環状鉄心中の磁界の強さを求める公式は次のようになります

巻数Nの環状コイルに電流Iを流した時の、鉄心中の磁界の強さHを
求める公式
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磁気12 磁界の強さを求める公式(環状コイル).pdf



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