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渦電流とは?

うずでんりゅう

電流とは、変化する磁場の中に置かれた導体内部で、電磁誘導によって渦巻き状に流れる誘導電流のことです。

電流(Eddy Current)とは、時間的に変化する磁場の中に導体金属など)を置いたとき、電磁誘導の法則によって導体内部に渦巻き状に誘起される電流のことです。フランス物理学レオン・フーコーが19世紀に発見したことから「フーコー電流」とも呼ばれます。

渦電流が発生する仕組みは次のとおりです。変化する磁場が導体内を貫くと、ファラデーの電磁誘導の法則によって起電力が生じます。導体は面状に広がっているため、回路が閉じた形になり、磁場の変化を妨げる方向に渦巻き状の電流が流れます。この電流は抵抗による発熱(ジュール熱)を生じさせ、エネルギーを消費します。

渦電流の応用例は多岐にわたります。

  • 電磁ブレーキ:鉄道の渦電流ブレーキや誘導型速度計で利用
  • 電磁調理器(IH):変化する磁場で鍋底に渦電流を流し、ジュール熱で加熱する
  • 金属探知機:金属に渦電流が誘起される変化を検出して金属を発見する
  • 非破壊検査:渦電流の乱れから材料の亀裂や欠陥を検出する

一方、変圧器や電動機では渦電流による電力損失(鉄損)が問題となるため、珪素鋼板を薄く積層して渦電流の経路を遮断することで損失を低減する工夫がされています。

使い方・例文

IH調理器は、コイルに交流電流を流して変化する磁場を作り、その上に置いた金属製の鍋底に渦電流を発生させてジュール熱で加熱するしくみを利用しています。

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