問題
次の文章の$\boxed{ }$内に、選択肢の中から最も適したものを選び、その番号を記せ。
インダクタンス$L$ヘンリーのコイルに$I$アンペアの直流電流が流れているとき、このコイルに蓄えられている電磁エネルギーは、$\boxed{ }$ジュールである。
| ① | $2 L^2 I$ |
| ② | $2 L I^2$ |
| ③ | $L I$ |
| ④ | $\frac{1}{2} L^2 I$ |
| ⑤ | $\frac{1}{2} L I^2 $ |
解答 5
コイル
コイルのインダクタンス：$L[H]$
コイルの巻数：$N$
起電力：$e[V]$
電流：$I[A]$
上図のように、導線をらせん状に巻いたものをコイルという。
以下の関係式が成り立つ。
$L I= N \phi $
時間$Delta t$秒間に磁束が変化することによって、発生する誘導起電力は以下となる。
$e = N \frac{\Delta \phi}{\Delta t} [V]$
また、コイルに蓄えられるエネルギーは以下となる。
$W = \frac{1}{2} L I^2 [J]$
ポイント
コンデンサに蓄えられる静電エネルギーと、コイルに蓄えられる電磁エネルギーの公式を比較してセットで覚えておくことが重要です。
- コイルに蓄えられる電磁エネルギー:$$W = \frac{1}{2} L I^2 \quad [\text{J}]$$
- コンデンサに蓄えられる静電エネルギー:$$W = \frac{1}{2} C V^2 \quad [\text{J}]$$
重要用語
| 用語 | 解説 |
| 電磁エネルギー（Electromagnetic Energy） | コイルに電流が流れることで作られる磁界内に蓄えられるエネルギーのこと。単位はジュール（J）。 |
| インダクタンス（Inductance） | 電流の変化に対して、それを妨げる向きに誘導起束を生じさせる性質（またはその大きさ）。単位はヘンリー（H）。 |
| 自己誘導（Self-Induction） | コイル自身の電流が変化したとき、その変化を打ち消す向きに自家受電の起電力が生じる現象。 |
