31.4: インダクタ

チョークとも呼ばれるインダクタは、特定のインダクタンスを持つように作成された回路コンポーネントです。 インダクタは、抵抗器やコンデンサと同様に、現代の電子機器で使用される重要な回路部品の 1 つです。 これらは、回路電流の変化に対する障壁として機能します。 インダクタは、交流回路内の必要以上に速い電流変化を抑制する傾向があります。 直流回路では、インダクタは、印加起電力が変化しても定電流を維持するのに役立ちます。

磁気誘導効果に関連する電場は非保存的ですが、保存的な静電力によって引き起こされる実際の電位差がインダクタの端子間に存在します。

インダクタンスの一般的な用途の 1 つは、道路の交差点で車両が待機していることを信号機が感知できるようにすることです。 インダクタを備えた電気回路は、待機中の車が停止する場所の下の道路に配置されます。 車体のインダクタンスが増加すると回路が変化し、信号が信号に送られて色が変わります。 同様に、空港のセキュリティに使用される金属探知機も同じ技術を採用しています。 金属探知機フレーム内のコイルまたはインダクターは、送信機および受信機として機能します。 送信コイルからのパルス信号は、受信機に信号を誘導します。 経路内の金属物体は回路の自己インダクタンスに影響を与えます。 金属探知機は感度を調整でき、人体にある金属の存在を感知することもできます。

インダクタは蛍光灯器具でも重要です。 このような器具では、配線からガスに流れる電流により、チューブを満たすガスがイオン化して発光します。 電流が高くなるほど、プラズマはより強くイオン化され、その抵抗は低くなります。 十分に高い電圧がプラズマに与えられると、蛍光管の外側の回路が損傷する可能性があります。 これを防ぐために、インダクタまたは磁気安定器が蛍光灯と直列に接続され、電流が制限を超えないようにします。

インダクタは、ワイヤのコイルで構成される2端子回路要素です。回路に電流が流れるため、磁束はインダクタを通過します。

インダクタを流れる電流に変化があると、ファラデーの法則によれば、逆起電力が発生します。この電界は、磁気的に誘導された非保存的電界です。

非保存的な磁場はインダクタ内でのみ非ゼロであるため、ループ全体の周りの積分は、一方の端子からもう一方の端子への積分に置き換えることができます。

したがって、自由電子はインダクタの端子の1つに蓄積され、ゼロ以外の保存電界を生成します。

全電界は、これら 2 つの電界の合計です。インダクタの抵抗が無視できる程度の場合、テスト電荷の内部に力はかかりません。したがって、コイル内の全電界はゼロでなければなりません。したがって、この積分の非保存的電場は、保存的電界の負の値に置き換えることができます。

この積分は、インダクタの端子間の電位差であり、これはこの式で与えられます。