誘導結合とは

誘導結合とは、電流によって作成された磁場が他の何かに影響を与えるときに存在する現象を指します。 これが発生すると、2つは磁場の誘導効果により相互に反応するか、結合します。 たとえば、ワイヤに電流が流れると、作成された電磁場が別のワイヤに電流を誘導し、2つのワイヤが誘導結合します。 誘導結合の原理と効果は、変圧器や電気モーターなどのデバイスで使用されています。

誘導結合の効果は、3つの主要な方法のいずれかで使用できます。 第一に、誘導場は、変圧器などで特に望ましい電流を生成できます。 第二に、誘導場は、電気モーターなど、特に望ましい機械的効果を生み出すことができます。 最後に、誘導場は共振を引き起こす可能性があり、それ自体が、無線送受信装置や非接触充電装置などで、特に望ましい電流を作り出すことができます。

トランスでは、一次巻線と呼ばれる何らかのタイプのコアに巻き付けられたワイヤに電流が流れます。 このワイヤは、2次巻線と呼ばれる同じコアに巻かれた別のワイヤの近くに意図的に配置されます。 一次巻線に電流を流すことにより生成される電磁場は、二次巻線に電流を誘導します。

2つの巻線のコアの周りの巻き数が同じである場合、1次巻線はその電流の正確な複製を2次巻線に渡すことができます。 これらのタイプの変圧器は、通常、絶縁変圧器と呼ばれます。 誘導により、実際に直接物理的に接触することなく、2つの回路を電気的にリンクまたは結合できます。これにより、2つの回路が物理的に互いに分離されます。

一次巻線と二次巻線の巻数がコアの周りで同じでない場合、誘導結合は異なる効果を引き起こします。 一次巻線によって生成される電磁場は、2つの巻線間の差に値が比例する電流を誘導します。 たとえば、一次巻線がコアの周りに10ターン、二次巻線がコアの周りに20ターンの場合、二次巻線の誘導電流は、一次巻線を流れる電流の2倍になります。

電気モーターは、電磁界の異なる側面を使用します。 単純なモーターでは、モーターの回転軸を形成するローターにワイヤが巻き付けられます。 電流がワイヤに流れると、電磁界が発生します。 次に、この磁場は、磁場の極性に応じて、ローターの周りに取り付けられた磁石から押したり引いたりすることにより、機械的な力を誘導します。

共振デバイスは、トランスと同様に機能しますが、ペアの巻線はありません。 これらのデバイスでは、定常電磁場が作成されます。 このフィールドがアンテナに遭遇すると、誘導結合の影響によりアンテナが共振し、その結果、給電点に電流が誘導されます。 ラジオの場合、誘導電流は増幅され、ラジオで聞こえます。 充電装置では、誘導電流がバッテリーの端子に直接印加されて充電されます。