底面が正方形の長い直方体の鉄を4等分のところで直角に折り曲げていき底面と天面とを接合させたものに、 向かい合う一対の辺に巻き数の異なるコイルを巻くと、 典型的な 変圧器( トランス )が出来あがります。 一方のコイルに交流電流を流すと、「 ビオ・サバールの法則 」によって、 磁場が形成されて鉄は電磁石となります。 交流電流は周期的に大きさや向きが変化しますので、 磁場も大きさや向きが周期的に変動します。 すると、「 電磁誘導 」によって出力側コイルに交流電流が流れます。 このとき、 入力電圧と出力電圧には次のような関係が成り立っています。

今回は、 この式を導いてみましょう。
巻数
の入力側コイルに次の式で与えられる電圧を加えて、 交流電流を流します。
すると、「 ビオ・サバールの法則 」により鉄心に磁場が生じます。 その磁束を
とすると、 次のようになります。

が時間的に変化するために、 巻数
の出力側コイルには次のような「 ファラディーの電磁誘導の法則 」による「 誘電起電気力 」が生じます。
と
より、
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