渦電流と誘導電流

渦電流と誘導電流は、電磁界理論において重要な概念である。この2つのコンセプトは、様々な分野で幅広く応用されています。ここでは、渦電流と誘導電流の基本原理とその違いについて説明します。

誘導電流とは何ですか？

誘導電流を理解するためには、電磁誘導を理解することが不可欠である。電磁誘導とは、導体に電流を流すと、磁界の中を移動する効果のことです。この効果について最も影響力のある法則がファラデーの法則である。彼は、閉じた経路の周囲に発生する電位は、その経路に囲まれた任意の面を通る磁束の変化率に比例することを述べている。閉じた経路が平面上のループである場合、そのループの面積における磁束の変化率は、ループに発生する電位に比例する。しかし、このループは今や保守的な領域ではありません。そのため、キルヒホッフの法則のような通常の電気法則は適用されない。ここで注意しなければならないのは、安定した磁場はたとえ全面的に強くても、電位を発生させないということである。電位を発生させるためには、磁場が変化する必要があります。この理論が、発電の主な考え方です。太陽電池を除けば、ほとんどすべての電気エネルギーはこのメカニズムで生成されている。電磁誘導によって発生する電場は、非保存的な場である。したがって、誘導磁場ではキルヒホッフの法則のような保存磁場法則は成り立たない。非保存的な場では、1つの点は2つのポテンシャル値を持つことができる。

ボルテックスとは？

渦電流は、導体が変化する磁界にさらされたときに発生する。渦電流は、フーコー電流とも呼ばれる。これらの電流は、通常、導体内部の小さな閉ループで発生する。渦流は乱流のループを意味する。渦電流の強さは、磁界の強さと変化率、材料の導電率に依存する。トランスでエネルギーが失われる主な原因は、渦電流損です。渦電流損を考慮しなければ、トランスの効率は100％に近い。トランスの渦電流損失は、極端に薄い導体板と渦電流経路の空隙を利用することで最小化されます。渦電流は、磁界の変化とは逆の磁界を発生させる。渦電流現象は、磁気浮上、金属識別、位置検出、電磁ブレーキ、構造物検査などに広く利用されている。また、導体の渦電流は金属の表皮効果に依存する。