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5分でわかる!コイルを通過する電荷の位置エネルギー

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この動画の要点まとめ

ポイント

コイルを通過する電荷の位置エネルギー

高校物理 電磁気49 ポイント1 全部

これでわかる!
ポイントの解説授業
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今回は、 電流が流れているコイルに蓄えられているエネルギー について解説します。

コイルを通過した電荷の位置エネルギーは減少

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具体例をもとに考えましょう。ソレノイドコイルに電流Iを流し、 自己誘導 により、コイルに誘導起電力V=-L×(ΔI/Δt)を生じさせます。

高校物理 電磁気49 ポイント1 図 左側と右側の+電荷と矢印、U=の式などをカット

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ここでコイルの右側を電位の基準0[V]とすると、コイルの左側の電位はV=L×(ΔI/Δt)[V]です。 電位 とは、 +1[C]の電荷が持つ位置エネルギー でしたね。コイルに+Q[C]の電荷が流れているとすると、 コイルの左側でU=QV[J]であった位置エネルギーが、右側ではU=Q×0[J]へと減少している のです。

高校物理 電磁気49 ポイント1 図

位置エネルギーの減少分は磁場のエネルギーに変換

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この減少したエネルギーはどこにいったのでしょうか。似たようなケースで、電荷が 抵抗を通過 するときの電圧降下がありましたよね。 電荷が抵抗を通過するときは熱エネルギーに変わる と学びました。

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しかし、電荷が コイルを通過 するときの電圧降下は熱エネルギーと関わりがありません。注目したいのは、 コイルに電流が流れるとコイル内に磁場が生まれる という点です。実はこれ、エネルギーの1つの形なのです。コイルの空間中に磁場が存在することは1つのエネルギーであり、 磁場のエネルギー と言います。

高校物理 電磁気49 ポイント1 クマさんのまとめ 空欄埋める

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。

コイルを通過する電荷の位置エネルギー
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