巻き数とインダクタンスの関係について

質問

先日、交流ブリッジの実験にて、空芯単層ソレノイドの巻き数に対するインダクタンスの大きさを調べるという事を行いました。

結果、巻き数が多いほど、インダクタンスと巻き数は比例関係にあるような事(図）を導きました。

ここから不思議に思ったのが、何故かソレノイドの巻き数が少ないほどインダクタンスと巻き数は比例関係ではなくなっていることです。

これの理由はソレノイドの巻き方、ソレノイドの端部での影響等と言われましたが正直私には理解できていない状況なので、この「ソレノイドの巻き数が少ないと、インダクタンスと巻き数が比例関係ではない理由」を教えていただけないかと思い投稿しました。
文脈がおかしい所があるかもしれませんが、よろしくお願いします。

回答No.1

foobar · ベストアンサー

いくつか説明の仕方があるかと思いますが
例えば、巻き数１と２の極短いソレノイド（というか円環状の）コイルを考えてみると、
同じ電流を流したときに、
コイル内の磁束密度は巻き数２の方が2倍になり、
鎖交磁束は巻き数2の方が4倍になります。
結果、インダクタンス（＝差交磁束/電流）は4倍になります。
という具合に、コイル内の磁束（密度）が巻き数で変わると、インダクタンスは比例関係から外れます。

これに対して、
長いソレノイドの場合、端部以外では磁束は単位長さあたりの巻き数（と電流）で決まり、全体の巻き数の影響を受けません。
このため、インダクタンスと巻き数がほぼ比例します。（端部では磁束密度が下がるので、完全に比例にはなりませんが）

お礼

ご回答いただき、有難うございます。
参考にさせて頂きます。