コイルに電流を流すとき、コイル自身の磁束変化によってコイルに起電力が発生する現象を 自己誘導 と言いましたね。今回は、コイルを2つ並べ、お互いの磁束変化が影響を及ぼし合う 相互誘導 について解説します。

具体例をもとに 相互誘導 を見ていきましょう。下の図のように、2つのソレノイドコイルを並べ、一方のコイルにだけ電流Iを流します。電流を流した左のコイルを 1次コイル 、右のコイルを 2次コイル と呼びます。

1次コイルに図の矢印方向から電流を流すと、1次コイルには右向きの磁場が発生しますね。1次コイルによって発生する磁場をHとします。

1次コイルは自らが作り出す右向きの磁束の増加を妨げようと、左向きの起電力を発生させます。これを自己誘導と言いました。

一方、右の2次コイルに注目してみましょう。

2次コイル内部には、1次コイルによって右向きの磁束が増加しています。 2次コイルは右向きの磁束の増加を妨げようと、左向きの起電力を発生させる ことになりますね。このように、 相手との相互関係によってコイルに起電力が生じる現象 を 相互誘導 と言うのです。

また相互誘導によって生じる起電力の大きさはどうなるでしょうか？電流Iが少しの時間Δt経過したとき、電流がI+ΔIに増加したとします。そのときの相互誘導の起電力は比例定数 M を用いて以下の式で表されます。

つまり、 相互誘導の起電力Vは、電流の変化の割合ΔI/Δtに比例 するのですね。比例定数Mは 相互インダクタンス といい、単位 H(ヘンリー) で表します。

相互誘導の式は自己誘導の式V=−L×(ΔI/Δt)とよく似ていますね。Lとは自己インダクタンスのことで、式のマイナスはもとの電流の流れを妨げるという意味が込められていましたね。相互誘導の場合も式にマイナスがつきますが、相互誘導では電流を妨げると考えることはできません。なぜなら、電流を流すのは1次コイルであり、2次コイルには自らの起電力が生じているだけだからです。相互誘導の式のマイナスは、あくまでも磁束の変化を妨げるという意味だと考えましょう。