変圧器

質問

二つのコイルの自己誘導、相互誘導を考慮した変圧器でのエネルギー保存についての疑問です。
１次コイルに交流電源と抵抗をつなぎ、2次コイルは導線でつないだとします。
このとき、2次コイルではジュール熱の発生がなく、1次コイルでのみ発生するジュール熱が電源のした仕事に等しい、と教わりました。1次コイルに流れる電流が増加する間にジュール熱に加えて磁気エネルギーが蓄えられるはずですが考えなくていいのでしょうか。そうだとすればそれはなぜですか？

回答No.1

lv4u · ベストアンサー

>>このとき、2次コイルではジュール熱の発生がなく、1次コイルでのみ発生するジュール熱が電源のした仕事に等しい

コイルの導線が超伝導でできている等、理想的な状態を想定しての話ではないでしょうか？数学でいう、「太さの無い線分を考える」みたいなものでは？
現実的には、一次コイルでも、ジュール熱の発生があるでしょう。磁気エネルギーは蓄えるが、それを放出もするから、差し引きゼロとみなし、鉄心部分の損失も無視して考えることにしているのでしょう。

ちなみに、入力電源の波形が正弦波の場合、自己誘導、相互誘導に従った波形が２次側に生じますが、そうじゃあない方形波などを入力すると、自己誘導、相互誘導では説明できない波形が出力されます。
商用電源を使うなど実用上は、気にしなくてもいいのですが、自己誘導・相互誘導の理論には、大きな誤りがあるようです。

お礼

回答をありがとうございます。
変圧器はいろいろな電磁気の要素が入っていて、なかなか難しいですが、理解に努めたいと思います。