磁束を打ち消し消滅させる方法はあるのか？？？？

質問

電源トランスで負荷電流I1とI2の作る磁束は互い打ち消しあうという表現があります。
本当に互いに逆向きの磁束は打ち消しあい消滅するのでしょうか？？？？

Maxwell方程式では、∇ｘH＝ｊ＋ｄD/dt で、ｊあれば磁界Hが存在してしまいます。（Dはおいといて）
結局、磁束の元であるHを消滅させるには、同一点で（ｊ-ｊ）＝０で電流をゼロにしない限り磁束を打ち消し消滅させることができないと考えます。

結局、トランス場合、負荷電流による磁束は、打ち消しあうというよりも、互いに反発しあい、押しのけあうということで、漏れ磁束になると考えられます。

この考えを前回質問したところ、ある回答者から”お前は馬鹿か”と言われ少々めげてます。
それでも”地球は丸く、太陽の周りを回っている”と信じてはいますが。どなたか、ご賛同の方はいらっしゃいますか？？？？？？？

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回答No.5

foobar · ベストアンサー

＃４お礼欄に関して、
「その加算する領域が、コア内部だけでなく、コア外部のエアー領域も」でも合成を行います。
場所によっては、合成がほぼ加算になる領域もありますが、もともとコアの外側で二次コイル電流、一次コイルの負荷電流成分それぞれが作る磁束（密度）成分はそういった電流がコア内に作る磁束密度の（1/比透磁率）程度しかないので、二つが加算されてもコア内の磁束密度の挙動からすると小さい（比透磁率分の1程度）ということになります。
もうひとつ、＃４では特には触れていませんが、コア（および周辺）には一次巻き線励磁電流が作る磁束が通っていますので、負荷電流による磁束成分は相殺されますが、磁束が0というわけでもありません。

お礼

rotH=j+dD/dt
ですね。同一ポイントでI＝０にしないと漏れ磁束が発生しますね。

回答No.4

foobar

一次、二次巻線の作る磁束がそれぞれ保存している、という捉え方に無理があるかと思います。
（非線形な領域でなければ）それぞれの作る磁束は各場所で加算されて合成磁束となる、でしょう。

お礼

ご回答ありあがとうございます。そうなんですけど。

”（非線形な領域でなければ）それぞれの作る磁束は各場所で加算されて合成磁束となる、でしょう。”
＝＝＞その加算する領域が、コア内部だけでなく、コア外部のエアー領域も考慮することに気づきました。

補足

ご回答ありがとうございます。
質問欄下部に簡単な磁気回路を追加しました。
磁界、磁束は打ち消すことになる、理解しました。
それで、打消しのこりが漏れ磁束なる、ですね。

ただ、3次元磁界（磁力線）、磁束分布を頭で描くと、反発する磁力線が打ち消され消滅すると、その箇所の周囲から残りの磁力線が押し寄せてこないかと？？？？なかなか描けません。

回答No.3

rabbit_cat

なんというか、何が起こっているかを言葉で説明しようとすること自体が間違っています。
起こっていることは、全て、マクスウェルの方程式で記述されています。

世の中、
根本の原因→（何たらの法則）→現象１が起こる→（何たらの法則）→現象２→…→最終的な現象が起こる
なんて感じで、一直線に言葉で説明できる現象なんてものはほとんどありません。

実際には、いろんなことが同時に起こるわけで、電磁気の世界で言えば、それを全て説明できるのは、唯一マクスウェルの方程式なわけです。
それを、逆起電力とか、漏れ磁束とかいったマクスウェルの方程式の一部分だけを取り出した近似法則の連鎖で説明しよう（解釈しよう）とするから、おかしなことになるんです。

もちろん、近似法則の連鎖で説明（解釈）できる現象もありますが、少なくとも、質問者さんは、その解釈に納得していない。それなら、マクスウェルの法則に戻る以外の手はありません。そこで、それじゃあ、別の近似法則を取り出して別の解釈を、とかやり出したら余計にワケ分からなくなるだけです。

そうういえば、少し前に、「飛行機の飛ぶ理由をベルヌーイの定理では説明できない」って話から、飛行機が飛ぶ原理のいろんな解釈がでてきて、そのうち、あろうことか「飛行機の飛ぶ原理はいまだ解明されていない」とかいったトンデモ論がでてきて収集つかなくなってたことがあったような。
ベルヌーイで説明できないなら、根本の支配方程式であるナビエストークスまで戻るしかないんです。それと同じです。

お礼

■■ご回答ありがとうございます。すべてはビッグバンの定めと割り切ってしまえばそれまでですが。

■■■ここ一連の回答を以下、思いつきました。こういう解釈ではないでしょうか。

(1)トランスの負荷磁束は互いに打ち消しあうとは、結果的に以下の現象をまとめて表現したものである。

(2)1次2次負荷電流による負荷磁束はコア内で、その方向が互いに逆向きなのでコア内では反発しあい押しのけあう。

(3)結果、両磁束はコア外のエア領域へ押し出されれしまう。いわばプロレスの場外乱闘です。

(4)コア外のエアーは磁気抵抗が大きく比透磁率は０、コアの鉄は10↑4（1万）ですのでこれら負荷磁束は高磁気抵抗で減衰しコア内に存在する場合に比較し1万分の１に減衰する。

(5)コア外にはみ出した結果、両磁束は互いに相方巻き線を鎖交することなく自身の巻き線へ戻って行く（漏れ磁束）。

(6)ということで、負荷磁束は出会ってぶつかってゼロになるのではなく、互いに反発し押しのけ合いコア外に出てしまうことで磁気抵抗がUPし、結果のその量が減衰して約1万分の１の量になり、打ち消されたのと同じ結果となる。

(7)一般的にコア内は励磁磁束だけが貫通していると言われる。励磁電流は定格負荷電流の約１％以下に設定される。これは負荷磁束が一部コア内を通過するが、磁気回路としてコア外のエアーで減衰するので、結果、励磁磁束に比較しその量は遙かに小さくなるので負荷磁束分は考慮しなくてよいことになると解釈できる。

以上です。

補足

■（ここに書いていいのかな？？？）
磁束の源は磁界だが、磁力線は不生不滅です。(どこぞの野球チームか？)なので、負荷電流による磁界は反発してコア外のエア領域で場外乱闘になります。これって漏れ磁束なのですが。しかし１次２次の漏れ磁束が拮抗、バランスすることでエネルギが伝達されると表現できるのでは？？？？

回答No.2

EleMech

私も、電源電圧と逆起電力が釣り合うとの考えには反対です。
逆起電力を生じるには、励磁電流が流れる必要があり、そうなると電位差が必要です。
確かに微少電流ですが、流れもしない電流で逆起電力が生じるという理論は滑稽だと思います。

電気分野ではない物理分野の方々は、ここを頑なに無視できるものとしています。
所詮、理論とはある一定の条件の下に起きる一定の法則を表しただけのものなので、現実世界とは異なります。
励磁電流による力率の変化や損失も明らかにされているので、机上の空論で惑わせてほしくないものです。

ただ質問者様の、磁束が押しのけ合うというのは違うと思います。
エネルギー保存の法則から、磁束は打ち消す方向に働くとして良いと思います。

お礼

ご回答ありがとうございます。
(1)最初の逆起電力は、電検三種の問題によく出てくる”励磁電流、励磁磁束が電源電圧とバランスする”ということの意味と解釈してます。

(2)負荷電流による1次2次の負荷磁束は互いに反発するで良いのでは。事例として各HP検索したのでうが、以下のディスクランチャがありました。
http://www.youtube.com/watch?v=qql2HSDKrKc
2次コイルは単なる金属片ですがワンターンコイルとみなせます。立派に反力で飛び上がってます。

補足

ご回答ありがとうございます。
うーんまだ迷ってます。
”ただ質問者様の、磁束が押しのけ合うというのは違うと思います。エネルギー保存の法則から、磁束は打ち消す方向に働くとして良いと思います”＝＝＞
その通りですね。打ち消され磁界が伝達エネルギと考えた方が合理的ですね。打消し残りが、漏れ磁束だと。
うーん、確かに。だた、2本の棒磁石で異極同士を対抗させた場合、大部分の磁束は消滅し残った磁束のみが反発押しのけあうのか？？　　どうも定量的に自身分かってないです。

回答No.1

tetsumyi

”お前は馬鹿か”とは言ってないと思うのですが。

基本的な考え方として、一次側には１００Vを加えるのですから１００Vの逆起電力が発生しなければいけないことになります。
二次側に負荷電流が流れると逆向きの磁束ができますが、そうすると一次側の逆起電力が少なくなって１００Vの逆起電力が下がりますから一次側の電流が増えなければならなくなります。
それで前の回答の通り、一次側に１００Vの逆起電力が発生する電流となって釣り合うと説明したのですが、理解されてないとは残念です。
つまり、打ち消しあってゼロになるのではなくて一次側に１００Vの逆起電力が発生する磁束が保たれることになります。

お礼

再度、ご回答ありがとういます。
まずは、お互いその動作は理解しているがどうも、言葉による表現がかみ合わないようです。

【そうすると一次側の逆起電力が少なくなって１００Vの逆起電力が下がりますから一次側の電流が増えなければならなくなります。】…
この増えた電流（負荷電流）によっても1次巻線から新たな磁束が発生するかと。この新たに発生した磁束は2次巻き線の負荷電流による磁束と、打ち消し合う、じゃなくて反発し会うと解釈できます。反発しあうので最終的には漏れ磁束になってしまうという表現になりますです。

正に当たり前のようで、”じぇ、じぇ、じぇ”です。