誘導起電力について質問があります

質問

レールの上を導体棒が動くことによって生じる誘導起電力は
ローレンツ力と電場からの力の釣り合いで説明がつきますよね？
では単なるコイル内部を貫く磁束の変化による誘導起電力
もローレンツ力で説明がつくのですか？
そもそも誘導起電力はローレンツ力が原因なのですか？

回答No.4

中村 拓男（@tknakamuri） · ベストアンサー

電荷に加わる大元の力の源が磁場か電場かは関係ありません。
電荷が力を受け分極が発生すれば、電場と電位差は発生します。

レンツの法則で導体棒のケースが説明できるのは、
積分形式では、積分領域が運動することを
許しているからです。これにより、レンツの法則はローレンツ力
を含むことになります。

「参考」
http://homepage2.nifty.com/eman/electromag/induction.html

お礼

導体棒が運動するからローレンツ力で説明ができる
ということですね
納得しました
ありがとうございます

回答No.3

watch-lot

＃１です。
導体が磁界を横切ることによる誘導起電力はV=-dφ/dtと言う具合に、その導体の速度に比例するのです（ファラデー電磁誘導の法則）。
レール上を導体がゆっくりと動くときと、高速で動くときとは誘導起電力の大きさが違ってきます。

一方ローレンツ力ですが、これは導体の中を高速で流れる電流が直角方向に受ける力（フレミング左手の法則）ですので、これがために電場が生じるなんてことはありえません（高周波電流の表皮効果なんかは別として、導体内では電位は変わりません。これは電磁気学での常識です）。

で、誘導起電力はあくまでも起電力（電圧）であって、ローレンツ力が相手にする電流ではありません。

回答No.2

endlessriver

回路運動（変形）にレンツの法則（拡張解釈して）に適用すると、ローレンツ力が求まります。
しかしその逆は当然無理です。前者は回路運動を必然としていないが、後者は必然だからです。

すなわち、純粋？に時間変化分が両者で異なることになると思います。

回答No.1

watch-lot

＞レールの上を導体棒が動くことによって生じる誘導起電力はローレンツ力と電場からの力の釣り合いで説明がつきますよね？
●おっしゃっている意味がよく判りません。
ローレンツ力とは、磁場のなかで電流が受ける力です。この場合の電流は外部から供給する電流であって、誘導起電力とは別物です。

＞では単なるコイル内部を貫く磁束の変化による誘導起電力もローレンツ力で説明がつくのですか？
●誘導起電力とローレンツ力とは別の事象です。

＞そもそも誘導起電力はローレンツ力が原因なのですか？
●違います。

補足

導体棒がレールの上を動くことで生じる誘導起電力Blv
を導体棒の移動によって生じるローレンツ力evBと
ローレンツ力で電子が偏ることにより生じる電場からの力eE
がつり合うのでE=vBから誘導起電力がBlvになるという
説明もあるのですが…