コイルについて

質問

高校物理の電磁誘導や交流あたりの勉強をしているのですが、
コイルの巻く向きは考えなくていいのでしょうか？
向きが違うと逆向きに起電力ができると思います。

また、電流を水に例えて、電池をポンプに例える事をよく聞きますが、
電池一つの両端を導線一本で繋ぐと一周回るごとに水が高くなり、
無限に高くなりおかしいと思うのですがどうでしょうか？

よろしくお願いします。

回答No.2

oyaoya65 · ベストアンサー

＞コイルの巻く向きは考えなくていいのでしょうか？
＞向きが違うと逆向きに起電力ができると思います。
相互インダクタンス（結合線輪）やトランス（変成器）を作るのでなければ関係ないでしょう。コイルに誘導される磁力線の向きは逆になりますが、電流が流入する側のコイルの端子に注目すれば、流入する電流が増加する場合はその増加を妨げる向きに（コイルの流入側に方向に）誘導起電力が発生します。これはコイルの巻く方向に関係ありません。ただし、コイルに発生する磁力線の向きは逆になります。
また電流の流入側に流れ込む電流が減少するときは、電流の減少を妨げる向きの誘導起電力が発生します。コイルの電流の流出側方向に向けた誘導起電力になります。

＞電流を水に例えて、電池をポンプに例える事をよく聞きますが、
＞電池一つの両端を導線一本で繋ぐと一周回るごとに水が高くなり、
＞無限に高くなりおかしいと思うのですがどうでしょうか？
導線の抵抗や電池の内部抵抗があり、それらをあわせた抵抗と電流の積が電圧降下と釣り合いますので、電池の起電力＝電圧降下となり、電池の電圧までしか電位は上がりません。それ以前に大きな電流が流れる為、導線や電池が発熱して電池が壊れたり、導線が発熱して融けたりします。電池は化学反応で電位差と電流を供給していますので、過大な電流を流すと化学反応の限界をこえて、発熱で電池内部の物質が一気に気化して発火や破裂が起こり、電池が一気に使い物にならなくなるでしょう。

お礼

回答ありがとうございます。
確かによく考えると誘導起電力は変わりませんでした。
勘違いだったようです。
電池はまだ基本的なことがわかっていないようで理解できませんでした。
ですがこれから勉強する際の参考にさせて頂きます。
ありがとうございました。

回答No.4

miyabi51

皆さんの答えは正しいと思います。
視点をかえると・・コイルの目的により巻線方向が意味を持ったり待たなかったりします。
例えば電気モーターはいくつものコイルで出来ています。
それらのコイルが全て正しい方向で巻かれていないとモーターとしての機能を発揮できません。
モーターやトランス(一部のトランスを除く)の様にコイルによる発生磁界を使用する物にについてはコイルの巻線方向は重要な意味を持ちます。
コイルが単なるインダクタンス特性のみを必要とする用途では巻線方向は意味を持ちません。

お礼

回答ありがとうございます。
コイルについては皆さんのおかげで解決できました。
ありがとうございました。

回答No.3

daitei

コイルの巻く向きは、確かに極性に影響しますが、
直流ではないので、すぐ次の瞬間に反対向きに電流が流れます。
交互に毎秒５０回とか６０回方向が変るので、実際の現場では
気にしていません。加える電圧も商用周波数なら投入する
タイミングもどのようになるかわかりませんので、
どちらにと巻いても大差がないのです。
電池と水とポンプに例える話が書かれている本があるようですが、
実際は、そのようになっているわけではありません。あくまで「例え」の話です。水の場合は経験があると思いますが、補給されない水源（バケツなど）からポンプでくみ上げて、スベリ台のように、またもとのバケツに戻ってくることを考えてください。どこからも、水を補給しなければ、水そのものは増えていないので、水位が上がるはずはありません。電気の場合は、電池は水源であり同時にポンプです。
電流が水とすれば、１周して戻ってきても「水」（電流）は増えていません。現実には「負荷」を繋がず、電池の両端を導線で繋ぐことは
やってはいけません。非常に危険です。
質問の「１周回るごとに水が高くなり・・」とういう表現が、私には
なぜそう思ったのか理解できません。現実の水のプールでもそのような
ことが起こらないことは経験的に知っているはずです。他から水を補給しないのですから、もとある水位から「上がる」と考えるのは、
どこか間違っていると思います。現実の世界で起こることと、
思考実験で起きることと、差が有る場合は現実が正しいと思います。

お礼

回答ありがとうございます。
簡単のために水と書かれているのはわかるのですが、どこまでそれを使って良いのかはちゃんと理解していないとわからないため毎回頭を悩ませています。
今後の勉強の参考にさせて頂こうと思います。
ありがとうございました。

回答No.1

Denkigishi

電磁誘導において、コイルの巻く向きは重要です。右ネジの法則というのを勉強してください。
一般に、何かの現象を説明するときに、他の現象をたとえに使うことはよくあります。元々別の現象なので、全てが同じという訳には行きません。似ている部分もあれば違う部分もあります。友達のＡさんは女優のＢさんに顔立ちが似ていて、Ｂそっくりさんと周囲から言われていても、年齢や出身地までが同じではないでしょう。似ている部分だけを旨く使って理解を助けることが目的です。たとえ話には必ず適用限界があるので、むやみに拡大解釈をしたり、屁理屈を言ったりすることは避けねばなりません。
電流の場合は電線が２本あって、戻りの電線にも電流は流れていますが、これはもうエネルギーが失われていて役に立たないものと考えて下さい。
別の喩え話をすると、トラックに荷物を積んで遠隔地まで運び、帰りは空で戻ってくるような感じです。トラックは戻っても荷物は戻って来ないのです。これってたとえ話として適切でしたか？

お礼

回答ありがとうございます。
まず前回の質問（重力と重さについて）で補足して頂いたのを先ほどなんとなく自分のIDをグーグルで検索してみてわかりました。
お手数おかけして申し訳ありませんでした。わざわざありがとうございました。今後すぐに締め切らないようにします。
誘導起電力については自分の勘違いでした。
電池については自分の理解力不足でこれからの勉強の参考にさせて頂きます。
ありがとうございました。