インダクタンスの動作原理

インダクタンスとは、電線をコイル状に巻くことです。電流が流れると、コイル(インダクタ)の両端に強い磁場が形成されます。電磁誘導作用により、電流の変化が阻害されます。そのため、インダクタンスは直流抵抗が小さく(短絡状態に近い)、交流抵抗が大きいという性質があり、その抵抗値は交流信号の周波数と相関関係があります。同じ誘導素子を通過する交流電流の周波数が高いほど、抵抗値は大きくなります。

インダクタンスの動作原理(1)

インダクタンスは、電気エネルギーを磁気エネルギーに変換し、通常は1つの巻線だけで蓄えることができるエネルギー貯蔵素子です。インダクタンスは、1831年にイギリスのM.ファラデーが電磁誘導現象を発見するために使用した鉄心コイルに由来しています。インダクタンスは電子回路においても重要な役割を果たしています。
インダクタンス特性:直流接続:直流回路において直流を遮断しない、つまり直線状の電線と同等の特性。交流抵抗:交流を遮断し、一定のインピーダンスを生成する流体。周波数が高いほど、コイルによって生成されるインピーダンスは大きくなります。

インダクタンスの動作原理(2)

インダクタンスコイルの電流阻止効果:インダクタンスコイルに発生する自己誘導起電力は、コイルの電流変化に対して常に抵抗性を持ちます。インダクタンスコイルは交流電流に対して阻止効果を持ちます。この阻止効果は誘導リアクタンスXLと呼ばれ、単位はオームです。インダクタンスLと交流周波数fとの関係は、XL=2nfLです。インダクタンスは主に高周波チョークコイルと低周波チョークコイルに分けられます。

インダクタンスの動作原理(3)
同調と周波数選択:LC同調回路は、インダクタンスコイルとコンデンサを並列接続することで構成できます。つまり、回路の固有振動周波数f0が非交流信号の周波数fに等しい場合、回路の誘導性リアクタンスと容量性リアクタンスも等しくなるため、電磁エネルギーがインダクタンスと容量で往復振動します。これがLC回路の共振現象です。共振時には、回路の誘導性リアクタンスと容量性リアクタンスは等価で逆位相になります。回路全体の電流の誘導性リアクタンスは最小になり、電流量は最大になります(f=”f0″の交流信号を基準)。LC共振回路には周波数選択機能があり、特定の周波数fの交流信号を選択できます。
インダクタには、信号のフィルタリング、ノイズのフィルタリング、電流の安定化、電磁干渉の抑制などの機能もあります。


投稿日時: 2023年3月3日