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レンツの法則

コイルを貫く磁束が変化すると、電磁誘導によってコイルに誘導起電力が発生し、その誘導起電力によりコイルに誘導電流が流れます。

 

磁束が変化すると電磁誘導が起こる

 

このとき発生する誘導起電力は、「誘導電流によってつくられる磁束」が「コイルを貫く磁束の変化」を妨げるような向きに生じます。これをレンツの法則といいます。

 

 

例えば次のように、検流計につながれたコイルと磁石(棒磁石)があるとして、磁石をコイルに近づけます。(磁石をコイルに近づけると、コイルを貫く磁束が変化(増加)するので電磁誘導が起こります。)

 

磁石をコイルに近づける

 

磁石をコイルに近づけるとコイルを貫く磁束が増加するので、誘導電流によってつくられる磁束は、コイルを貫く磁束を減らそうとする向き(コイルを貫く磁束が増加するのを妨げようとする向き)に生じます。

 

つまり、この場合は、次の図のような向きの磁束(図中の緑色の磁束)をつくるように誘導電流が流れます。

 

レンツの法則

 

※誘導電流によってつくられる磁束の向き(磁界の向き)と誘導電流の向きの関係は、右ねじの法則に従います。

 

次に、磁石をコイルから遠ざけてみます。(磁石をコイルから遠ざけると、コイルを貫く磁束が変化(減少)するので電磁誘導が起こります。)

 

磁石をコイルから遠ざける

 

磁石をコイルから遠ざけるとコイルを貫く磁束が減少するので、誘導電流によってつくられる磁束は、コイルを貫く磁束を増やそうとする向き(コイルを貫く磁束が減少するのを妨げようとする向き)に生じます。

 

つまり、この場合は、次の図のような向きの磁束(図中の緑色の磁束)をつくるように誘導電流が流れます。

 

レンツの法則

 

このように、誘導起電力によって流れる誘導電流は、コイルを貫く磁束が変化するのを妨げるような磁束を生じさせる向きに流れます。

 

ちなみに、電磁誘導によって発生する誘導起電力は、電磁誘導に関するファラデーの法則より、

 

$e=-N\dfrac{\varDelta\,\varPhi}{\varDelta\, t}$ …①

 

$e$ :誘導起電力
$N$ :コイルの巻数
$\varDelta\,\varPhi$ :コイルを貫く磁束の変化
$\varDelta\, t$ :磁束が変化する間の時間

 

と表わされますが、この①式中のマイナスは、レンツの法則(磁束の変化を妨げるような向きに誘導起電力(誘導電流)が生じる)を表わしています。

 

レンツの法則のまとめ
  • 電磁誘導により発生する誘導起電力は、「誘導電流によってつくられる磁束」が「コイルを貫く磁束の変化」を妨げるような向きに生じる。これをレンツの法則という
  • コイルを貫く磁束が増加するときは、コイルを貫く磁束を減らそうとする向きに磁束が生じるように誘導電流が流れる
  • コイルを貫く磁束が減少するときは、コイルを貫く磁束を増やそうとする向きに磁束が生じるように誘導電流が流れる

 

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電磁誘導、誘導起電力、誘導電流、電磁誘導に関するファラデーの法則については、こちらの電磁誘導のページを参考にしてみてください。




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