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
磁気エネルギー
コイルには電流を流すことで発生する磁界中に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ぶ。
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乗に比例する。
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乗に比例する。
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]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。
