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電磁誘導（磁束と起電力）でんじゆうどう

3アマ三陸特一陸技

コイルを貫く磁束が変化すると、コイルに起電力が生じる現象。起電力の大きさは磁束が変化する速さと巻数に比例し（ファラデーの法則）、向きは磁束の変化を妨げる向き（レンツの法則）になる。

試験ではここ

3アマで「コイルを貫く磁束が変化すると起電力が生じる。この現象を［Ａ］といい、大きさは［Ｂ］に比例する」→ 電磁誘導・磁束の時間的な変化の割合（静電誘導・磁束の大きさは誤り）。単位問題では磁束〔Wb〕とインダクタンス〔H〕の入れ替えが誤り。

コイルに磁石を近づけたり遠ざけたりすると、つないだ電流計の針が振れます。磁石を止めると針は戻ります。大事なのは磁石の強さではなく「磁束が変化していること」です。速く動かすほど、巻数が多いほど大きな起電力が生じます。

ファラデーの電磁誘導の法則

e = -N\dfrac{\Delta \Phi}{\Delta t}

e は誘導起電力〔V〕、N は巻数、ΔΦ は磁束の変化〔Wb〕、Δt はかかった時間〔s〕。マイナスは変化を妨げる向き（レンツの法則）を表す

数値例です。巻数 100 のコイルを貫く磁束が 0.1 秒間に 0.002〔Wb〕変化すると、起電力の大きさは 100×0.002/0.1＝2〔V〕です。同じ変化を 0.05 秒で起こせば 4〔V〕になります。

典型問題の解き方（電磁誘導の穴埋め）

ひっかけ

「静電誘導」は帯電した物を近づけた導体に電荷が現れる現象で、磁束とは関係ありません。起電力は磁束の「大きさ」ではなく「変化の速さ」に比例します。単位では〔Wb〕が磁束、〔H〕がインダクタンスです。

3アマ・ブートラボオリジナル問題無線工学 No.2 問17

次の記述の［］内に入れるべき字句の組合せで、正しいのはどれか。コイルを貫く磁束が変化すると、コイルに起電力が生じる。この現象を［Ａ］といい、生じる起電力の大きさは［Ｂ］に比例する。

正答: Ａ：電磁誘導　Ｂ：磁束の時間的な変化の割合

正しい。ファラデーの電磁誘導の法則により、起電力の大きさはコイルを貫く磁束が変化する速さ（単位時間当たりの変化量）と巻数に比例する。磁石を速く動かすほど大きな起電力が生じる。向きはレンツの法則により磁束の変化を妨げる向きになる。

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3アマ・日本無線協会 CBT例題無線工学 No.2 問17

コイルの電気的性質で、誤っているのは次のうちどれか。

正答: 交流を流したとき、電流の位相は加えた電圧の位相より進む。

コイルに交流を流すと電流の位相は電圧より 90 度遅れる（進むのはコンデンサ）。誘導リアクタンス XL＝2πfL は周波数に比例して大きくなるので肢2は正しい。

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三陸特・日本無線協会令和2年2月期無線工学問13

次の電気に関する単位のうち、誤っているのはどれか。

正答: インダクタンス〔Wb〕

誤った組合せなので、これが正答です。インダクタンスの単位はヘンリー〔H〕です。〔Wb〕（ウェーバ）は磁束の単位であり、インダクタンスの単位ではありません。

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