皆さんこんにちは。
本日は私が中学生の時に疑問に思っていた事をそれからの学習(高校〜大学)を経て、理解できるように解説していこうかなと思います。
早速ですが皆さん、こんな事思ったことないですか?
「なぜ磁場(磁界)が発生した時に電流が流れるのか」
当時の私はこの事で頭がいっぱいでした。
もちろん先生にも質問しましたが、難解な説明ではっきりとは理解ができませんでした。
しかし、その後の学習を経てモヤが晴れるくらいには理解できたので皆さんにも分かるように説明しますね。
結論から言ってしまうと、磁場(磁界)が変化する時、その変化を打ち消す方向に電流が流れるからなんです。
そしてこの現象は電磁誘導と呼ばれ、この現象によって生じた電流は誘導電流と呼ばれます。
少し細かく砕いていきましょう。
まず、磁場(磁界)が変化するとはどういうことなのか
コイルに磁石を近づけたり、遠ざけたりすると、コイルの内部を通る磁束(磁力線の量)が変化します。
そしてその変化を妨げる方向に電流が発生します。
中学ではここまで習います。
ここからは高校でのお話になりますが、この妨げる方向に働く電流は「ローレンツ力」という力が起因しています。
ローレンツ力とは、磁場(磁界)中を電子が移動する時、その移動方向と磁場(磁界)の両方に垂直に働く力のことです。
このローレンツ力によって電子が導体に押し流されるので導体の両端に電位差が生じ、電流が流れます。
以上が磁場(磁界)中に電流が生じる仕組みでした。最後のローレンツ力に関してはミクロな視点での説明なため中等教育ではなく、高等学校等で学ぶんですね。今私と同じ疑問を持っている方でも高校物理で理解できる日が来る事を願っています。
そして、この電磁誘導について身近な例をいくつか挙げて締めたいと思います。
1つ目はIH調理器具です。
これはもしかすると皆さんのご家庭にもあるかもしれません。キッチンのコンロになります。
普通のコンロと比べて何が違うのかというと、火事が起きないということです。
このIHは急激な磁場(磁界)を金属の鍋の中に発生させて加熱をします。
鍋だけを温めるのでIH自体は熱くないんです。
ちなみにこの時に流れる電流は渦電流と呼ばれます。
2つ目は交通系のICカードです。
クレカも同じです。
改札機やレジの読み取り機から磁場(磁界)を発生させ、カードをかざすと内蔵されているアンテナコイルというものを磁界(磁界)が貫いて電磁誘導により電流が流れるようになっています。
他にもまだまだあります。
このように、以外と誰でも持っているようなものにこうした技術が使われているんですね。


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