【基礎から学ぶコイル】 コイルの磁気エネルギー

今回は、「コイルの磁気エネルギー」についての説明です。

１．ポイント

２．磁気エネルギーとは？

図1のようにコイルに電流が流れているとします。

コイルには電流を流すことで発生する磁界中に磁気エネルギーを蓄える作用があり、これを磁気エネルギーと呼びます。
磁気エネルギーの量記号はW、単位は[J]です。
磁気エネルギーの大きさW[J]は以下のようになります。

磁気エネルギーW[J]は、自己インダクタンスL[H]に比例し、電流I[A]の2乗に比例します。

３．単位体積(1m³)当たりの磁気エネルギー

単位体積(1m³)当たりの磁気エネルギーについて考えます。
単位体積(1m³)当たりの磁気エネルギーの量記号はw、単位は[J/m³ジュール毎立法メートル]です。

イメージをしやすいように、図2の環状ソレノイドを例に考えます。
磁束密度B[T]、磁路の長さl[m]、鉄心の断面積S[m²]、鉄心の透磁率はμ[H/m]です。

鉄心の断面積S[m²]と磁路の長さl[m]の積がコイルの鉄心の体積、つまりソレノイドの内部磁界の体積なので、単位体積(1m³)当たりの磁気エネルギーw[J/m³]は以下のようになります。

単位体積(1m³)当たりの磁気エネルギーw[J/m³]は、透磁率μ[H/m]に比例し、磁界の強さH[A/m]の2乗に比例します。

以上、「コイルの磁気エネルギー」についての説明でした。

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