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ファラデーの電磁誘導の法則とは?

ふぁらでーのでんじゆうどうのほうそく

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磁束の変化が電圧(起電力)を生み出すという、電磁気学の根幹をなす法則です。

ファラデー電磁誘導の法則とは、コイルや導線を貫く磁束が時間的に変化するとき、その変化量に比例した起電力電圧)が誘起されるという法則です。19世紀のイギリスの科学者マイケル・ファラデーが実験によって発見し、後にジェームズ・クラーク・マクスウェルが数式として定式化しました。

法則の内容をまとめると次のとおりです。

  • コイルを貫く磁束が変化すると、起電力が生じる
  • 誘起される起電力の大きさは、磁束の変化率(単位時間あたりの変化量)と、コイルの巻き数の積に比例する
  • 起電力の向きは、変化を妨げる方向になる(レンツの法則)

具体的な例として、棒磁石をコイルに近づけたり遠ざけたりすると、コイルに電流が流れます。磁石を動かす速さが速いほど、また巻き数が多いほど、大きな電流が得られます。

この法則は現代社会を支える技術の根幹です。発電機・変圧器・電動モーター・非接触充電(ワイヤレス充電)・IH調理器など、電気と磁気が関わるほぼすべての機器に応用されています。マクスウェルの方程式の一つとしても組み込まれており、電磁気学の統一的理解を支える柱となっています。

使い方・例文

家庭用コンセントに供給される交流電力は、発電所の発電機がファラデーの電磁誘導の法則を利用してコイルと磁石を回転させることで生み出されています。また、スマートフォンのワイヤレス充電パッドも同じ原理で動作しています。

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