コイルの作用について・・・

質問

直流電源の変圧器なのですが、
1次側に変圧器のコイルとは別に直列にコイルがつながっていて定電圧をかけているとします。
そして、このとき電荷の溜まったコンデンサを電源と同じ向きに放り込むと1次側の電流は増加しますが、
このときコイルの何らかの作用によって電流の増加を防ぎ一定に保とうとするそうです。
この時のコイルの作用はどういったもので、
どのように起きているか教えてください。

よろしくお願いします。

回答No.2

nabla · ベストアンサー

コイルがどのようにして電流増加を防ぐのかを考えるときには２つの方法があります。

まずは簡単な方から。
電磁誘導の法則（レンツの法則）というのは知っておられますか？これは「ルシャトリエの原理」の一種で、「コイル内の磁場が変化するとその変化を妨げる向きの磁場が発生するようにコイルに電流が流れる」というものです。
また、コイルに電流を流すとその電流に比例した磁場がコイル内部に発生しますね。
この２つを組み合わせて考えてみましょう。
１）コイルを流れる電流が大きく（小さく）なる。
２）コイルを貫く磁束が大きく（小さく）なる。
３）コイル内の磁束を減らす（増やす）向きに電流を流そうとする。
４）電流の増加（減少）が少な目におさえられる。
こういう理由です。

次にマクスウェル方程式を用いて説明をしてみましょう。
使うのは次の２つの式です。

rotE + ∂B/∂t = 0
rotB - εμ∂E/∂t = μi

まずはじめにこの回路はぐるっと和になっているので、２番目の式の第２項が消えて次のようになります。

rotB = μi

ずいぶん簡潔になりましたね。
次に上の式をコイルに沿った経路で線積分します。

B = μNI（Nはコイルの巻き数）

更にこれを時間で微分しましょう。

∂B/∂t = μN∂I/∂t

これを、１番目の式を見比べてみましょう。
すると次のような式が出てきます。

rotE = -μN∂I/∂t

この式が意味するのは電流が時間的に変化すると、それが流れるのを妨げる向きに渦状に電場（起電力）が生じると言う意味です。

以上のような理由だと思います。
（若干式変形が怪しいですが）

回答No.1

tack009

参考になればと良いのですが。

参考URL：

http://www2.tky.3web.ne.jp/~kiyoshi3/m_basic/ba_x_02.htm#coil