質問: [一次コイルと二次コイルの周波数についての質問] 変圧器において、一次コイルと二次コイルの巻き数が違 [一次コイルと二次コイルの周波数についての質問] 変圧器において、一次コイルと二次コイルの巻き数が違っても、磁束φは一次コイルと二次コイルにおいて同じ時間変化をするから「周波数は変わらない」ということが理解できません。 磁束φと周波数の間にはどのような関係があるのでしょうか?
回答: 例えば、同じ鉄心に巻かれた一時コイルと2次コイルをイメージ 1次コイルでは時間変化とともに、 「電流0から電流maxとなり...1 電流maxから電流0となり...2 電流0から真逆向きに電流maxとなり...3 電流逆maxから電流0になり...4」 →再び電流maxとなるが「」部分が1周期ですよね これを1秒間に60回繰り返せば60hzです ところで、コイルを流れる電流が変化するとこれに応じてコイルを貫く磁束が変化しますよね ゆえに、1の電流変化が1次コイルで起きているとき(便宜上、今は2から4の変化は起きないものとします) 鉄心を通る磁束は1次コイルの電流変化に応じた変化をします。(磁束の向きなどはご自分で考えて見てください) そして、鉄心は2次コイルも通っているので 1による磁束変化は2次コイルを貫く磁束変化と共通です v=-δφ/δtですから 1によって鉄心を通る磁束が変化する →呼応して2次コイルに電圧変化...1'が生じる ということになります 1の変わりに 2だけが起きたとしても 同様に2に呼応して2次コイルでは電圧変化・・・2'を生じます (電流変化の様子が1と2では異なるため、 1、2それぞれに呼応する2次コイルの電圧変化1'と2'の様子も異なるはずです) ➂、4の変化がそれぞれ単独で起きた場合にも それぞれに呼応した電圧変化➂'と4'が2次コイルに生じます ゆえに1次コイルでの1周期分の変化1から4が起きるのに呼応して 2次コイルでは1'~4'の変化が起きこれが2次コイルの1周期分の変化ということになります このように 1と1' 、2と2'、➂と➂'、4と4'が対応しているため 1~4の変化が1秒間に60回起きるなら(1次コイルが60hzなら) 1’~4’の変化も1秒間に60回起きる すなわち2次側も60hzというしくみです 鉄心の磁束の変化の回数がキーなんで コイルの巻き数は周波数には影響しません(巻き数は電圧の大小には影響しますよね・・・)