Electromagnetic Induction(英)
磁場の中を導体が運動すると、導体に電流が流れる*1こと。あるいはその裏で*2、導体の周囲の磁場が変化すると導体に電流が流れること。 1831年に英科学界のスーパースター、マイケル・ファラデーが発見*3。変圧器、発電機などの理論的基礎であり、その後のあらゆる電気利用のスタート地点である。
*1:もう少し丁寧に表現すると「起電力が生じる」
*2:「逆」は「導体に電流を流すと、磁場の中の導体が運動すること」か。こちらはモーターの原理の一つである
*3:先発明主義的にはアメリカのヘンリーの方がちょっと速い
構造を簡素化した改良型を作ってみた。 今度は部品点数は少なくて作りやすく、 取り扱いもずっと簡単になった。 https://x.com/shinichi_nino/status/1995135099776754033 これなら、授業では各班に1台づつ配って、 児童たちが作った各々のくぎ電磁石をセットしてモータになる 実験ができるかな。。。 うちの会社ではサイエンススクールってことで 小学5年生理科、学校に行って電磁石の単元をやってます。 東海地区がメインで120校程回ってます ちょいとフツーの理科授業と違うのは よくある簡単に扱える安全な理科キット市販品は使わず、 くぎ・・・今時は危ないって言…
悩める四郎様 四郎様が怪しげな発電計画を企んでいるようです。 目次 クジラの潮吹き発電の仕組み エネルギー概算 山積する課題 四郎様の挑戦と末路 まとめ クジラの潮吹き発電の仕組み クジラの潮吹き発電の仕組みを図1に示す。円筒形の筒に銅線を巻き付けてコイルを作り、一番下には金網を張る。この金網の上に磁石を置いておく。クジラが息継ぎの際にこの円筒の真下で潮を吹くと、空気が金網を通過し、金網の上の磁石が上空に打ち上げられる。その際に磁石がコイルの中を通過することによって電磁誘導が起き、発電できるという仕組みである。 図1:クジラ発電の仕組み この発電の基礎はコイルと磁石による電磁誘導の現象である。…
1.はじめに パノフスキーの電磁気学に起電力に関する誤りがある。元々分かりにくいのに、これを鵜呑みにした説明が日本では広く拡散している。 2.起電力について 起電力の定義は、ほとんど無いか明確さに欠ける説明しかない(如何ともしがたいものもあるが、物理は、あまり定義をせず、説明ですませようとする)。 マクグロウヒルの事典には、起電力は力で無いと書いてあり、これを鵜呑みにしたと思われる日本の教授もそう断言する。しかし、起電力として取り扱う量は仕事ではあるが、その元は電荷を分離させる力である。 あるサイトによると、起電力によって電荷qにかかる力をFとしたとき、その単位電荷当たりの仕事 e=(1/q)…
297記事目(中国輸入品シリーズ) こんばんは。いつも読んでいただきありがとうございます。 趣味で中国から面白そう・便利そうな商品を輸入して使ってみています。techemoです。 今日は最近購入した電磁誘導実験キットの紹介です。 電磁誘導実験キット 特徴は ・電磁誘導(ワイヤレス給電)を体感できる実験キット一式と中国語の説明書 ・はんだ付け不要 コイルも巻いてあり、配線をつなぐのもコネクターに挿し込むだけなので簡単 ・電池(単三電池2本)を買ってくるだけで遊べる ・安い(300円) 遊び方は 説明書は中国語ですが写真がついているので何をすべきかはわかります コネクターが必要数入っているのではん…
1.まえがき ファインマンの電磁誘導の説明には一部重大な誤りがある。この法則には「磁気規則の例外があり、成立しない場合がある」というのである。その例外とは、回路が線状でなく、広がりをもつ導体が運動する場合である。2.ファインマンの言明 図1のように、磁界中の2つの導体板をそれぞれO、O'を中心に接触させながら回転した場合、始めOBO'であった回路がOCO'の回路に変化して緑線で表せる閉回路において大きな鎖交磁束の変化があり、大きな起電力が発生するはずだが、実際はほとんど起電力が生じず、ファラデーの法則は成り立たないというのである。 3.電磁誘導の正しい適用 勿論、ファインマンは間違っている(突…
1.まえがき 磁界中の導体棒が平行導体レール上を運動するときの起電力はよく知られている。このとき、運動導体棒が超伝導体だったらどうなるかという問題があった。 磁界中の超伝導体の場合はマイスナー効果により、内部には磁界は無く、起電力のもととなるローレンツ力が働かない。すると、レンツの法則と矛盾する。かなり難問だったが考えてみた。2.考察 マイスナー効果の原因は、超電導体表面に電流ループが流れて、超伝導体中の磁界 B を打ち消す磁界 B'=-B が発生することにある。すると、導体棒が運動するとこの磁界 B' が運動し、誘導電界 E=-v×B'=v×B を発生する。 つまり、超伝導体の場合はローレン…
1. まえがき 前に、磁界中に置かれた平行レール上を移動する導体棒とキルヒホッフの電圧則が成り立つ理由を説明した。この場合は、起電力によって分離した電荷を保持するための抵抗という素子があるため、可能だった。 ところが、図2のように、運動導体棒に抵抗があって、終端が短絡されている場合は電荷の分離ができず、電圧も定義できない。これについて説明する。2. 問題 図2のように、運動導体棒が抵抗Rを持ち、終端が短絡されている場合を考える。このような場合も、電圧測を使って電流は I=vBℓ/R と求められているが、理論として間違っている。 終端は短絡されているから電荷の分離はできず、電界も発生しない。つま…
1. まえがき 磁界中に置かれた平行レール上を動く導体棒の回路問題はよく知られている。この場合の計算にはキルヒホッフの電圧則が使われている。ところが、一般には電圧則は電磁誘導が無い保存場 ∲E・ds=0 ・・・・・・・・・① において導かれる定理である。この場合、電圧則が使えるのかについて考察した。2. 問題 図1のように、磁界中の平行線路を抵抗の無い導体棒が運動して、他端は抵抗Rが接続されている。磁界をB、導体棒の速度をv、レール間の距離をℓとすれば、起電力は vBℓで、流れる電流は電圧則を使って I=vBℓ/R と求められている。 ところが、電圧則が成り立つのは①の保存場であって、これが無…
数式の部分はとばして下さい。 目次 数式の部分はとばして下さい。 発電の発想 磁気から電流を作る 力線 磁力線とは 電磁誘導(でんじゆうどう) マックスウェル方程式 第2式 仕事:力を加えて動かす 発電の本質 発電の発想 A diagram of Faraday's iron ring apparatus. Change in the magnetic flux of the left coil induces a current in the right coil. 磁気から電流を作る そんな中、なぜファラデーは磁気から電流を作ることに成功したのか? その理由の一つが空間に伸びる力線(磁力線…
見城 尚志、 佐野 茂 著「幾何で見える 必ずわかる一般相対性理論」メモ 幾何で見える 必ずわかる一般相対性理論 作者:見城 尚志,佐野 茂 技術評論社 Amazon 第6章 電気と磁気の統合と実用化 ランキング参加中数学・科学・工学 ランキング参加中はてなブログ同盟!初心者歓迎・なんでもOK!日記・雑記10・20・30・40・50・60代