質問: コイルに交流電流が流れるときに発生する誘導電圧について。 高校物理の電気と磁気、交流について勉強をはじめました。 コイルに交流電流を流し、そのときにコイルにかかる電圧の定式化の部分で、位相について、いまいち納得いかない部分があります。 コイルにかかる電圧は、電流に対して、位相がπ/2だけ進んでいるって書いてあるんですが、そもそも、コイルに電流が流れることにより、誘導起電力が発生するわけで、なぜ、電圧の位相が進んでいるのか分かりません。 これは、電圧が、電流に対して3π/2遅れていると言い換えてはいけないものなのでしょうか?? よろしくお願いいたします!
回答: コイルは、まず起電力(+v)がかかります。 これによって、電流(+i)が流れ、磁界(+h)が発生します。 この磁界の向きは、右ネジの法則から分かります。 更には、これによって、電磁力(+f)が発生します。 これは、フレミングの左手の法則です。 次に、磁界が発生すると、それを打ち消す向きに磁界(-h)が発生します。 これは、レンツの法則です。 また、電磁誘導とも言われます。 こうなると、誘導起電力という起電力(-v)が働きます。 すると、逆向きに電流(-i)が流れます。 このような解説でよろしいでしょうか? また、質問文を読むと、「電流(i)が流れるから電力(v)が発生する」と思っていらっしゃるようですが、正しくは、「電力(v)が発生するから電流(i)が流れる」というのが正しいと思います。 何故ならば、水平(電力がかかっていない)の筒(銅線)に砂(電荷)を入れても、筒の中で砂は流れませんよね。まず初めに筒を傾ける(電圧をかける)からこそ、砂(電荷)は流れるんです。 コンデンサと抵抗については下記の通りです。 コンデンサは、初めに電力はかかっていません。けれど、砂(電荷)が流れていると、ここでコンデンサの絶縁体(壁と考えると良いかも)でせき止められます。ここで、せき止められた砂(電荷)の分だけが、筒の傾き(電力)となります。 抵抗については、傾き(電力)の分だけ砂(電流)が流れます。