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5分でわかる!磁束(コイルを貫く磁束線の総本数)

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5分でわかる!磁束(コイルを貫く磁束線の総本数)

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この動画の要点まとめ

ポイント

磁束(コイルを貫く磁束線の総本数)

高校物理 電磁気43 ポイント2 全部

これでわかる!
ポイントの解説授業
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電磁誘導 はコイルを貫く磁束の変化によって生じる現象ですね。ただし、この 磁束 という用語がとても抽象的でわかりづらい、という方が多いと思います。ここでは、 そもそも磁束とは何か について解説しましょう。

磁束密度と磁束線とは?

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まず、いちばんはじめにおさえておきたいのは 磁束密度磁束線 の関係です。

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磁束密度B[Wb/m2] は、 透磁率μを加味 した上での +1[Wb]の磁気量が受ける磁気力 のことでしたね。 磁場H[A/m]+1[Wb]の磁気量が受ける磁気力 であるのに対し、 磁束密度B[Wb/m2] は、 透磁率を加味している 点で異なります。式で表すと、 (磁束密度B)=(透磁率μ)×(磁場H) となります。

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この 磁束密度B[Wb/m2] を線で表したのが 磁束線 です。 磁束線 は、 磁束密度がはたらく向きに矢印をつけた線 であり、 磁束密度Bに垂直な単位面積1[m2]を通る磁束線の本数をB本とする と定義されます。ようするに、 磁束密度B の場所は、 面積1[m2]あたりの磁束線がB本である ということです。

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磁束線 に似たものに 磁力線 がありましたね。 磁束線の本数B本磁束密度の大きさB を表すのに対し、 磁力線の本数H磁場の大きさH を表します。 磁場磁束磁力線磁束線 の関係を対応させて覚えましょう。

(磁束Φ)=(磁束線の総本数)=(磁束密度B)×(面積S)

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磁束密度磁束線 の関係がつかめたらあとひと息です。磁束とは、 垂直断面を貫く磁束線の総本数 のことをいい、
(磁束Φ)=(磁束密度B)×(面積S)
で表されます。磁束を表す記号はギリシャ文字 Φ(ファイ) です。

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次の図をもとに、 (磁束Φ)=(磁束密度B)×(面積S) の意味を考えてみましょう。

高校物理 電磁気43 ポイント2 図 円の中は、左側のBの矢印とS(m^2)のみ

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断面積S[m2]のコイル内部を磁束密度B[Wb/m2]の磁場が垂直に貫いています。このコイルの断面で単位面積1[m2]を貫く磁束線を考えると、B本になりますね。

高校物理 電磁気43 ポイント2 図

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したがって、断面積S[m2]を貫く磁束線の総本数は
B×S [本]
となります。 垂直断面を貫く磁束線の総本数 はまさしく 磁束Φ のことなので、
Φ=BS
となるわけです。磁束Φを面積Sで割り算すると、磁束密度Bだということも確認できますね。

高校物理 電磁気43 ポイント2 全部

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B[Wb/m2]×S[m2]より、 磁束の単位は[Wb] となります。また、磁束はあくまで 垂直断面 を貫く磁力線の本数を考えます。面を磁束密度Bが斜めに貫く場合は、磁束密度Bを分解し、面に垂直な磁束密度Bの成分 B だけを使うこともおさえておきましょう。

Suzuki

この授業の先生

鈴木 誠治 先生

知識ゼロからでもわかるようにと、イラストや図をふんだんに使い、難解な物理を徹底的にわかりやすく解きほぐして伝える。

磁束(コイルを貫く磁束線の総本数)
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