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電磁誘導で発生する電流の大きさ

塾で中学生の理科を教えている者です。 文型出身で高校理科の知識がほとんどなく困っています。 質問ですが、電磁誘導で発生する誘導電流は、磁石を入れる場合と出す場合で違いがあるのでしょうか。 図がないので説明しにくいですが、等速直線運動を続けている磁石をコイルの中に(トンネルのように)通し、誘導電流を検流計で測定し、針の振れを見るといった実験です。 この問題の解答が、初めに+極側に大きく振れ、その後に-極側に小さく振れるものになっています。 この問題の注として、摩擦や抵抗を考えないとあります。 磁石の運動する速さが変わらなければ、発生する電流の量も同じだと思うのですが、どうでしょうか。

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  • 物理学
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  • 回答No.3
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若干補足 磁石の運動する速さが変わらない場合には、 「流れる電流の量が同じ」 ではなくて 「流れる電流の変化量が同じ」 です。

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  • 回答No.2

誘導電圧の大きさは e=N×ΔΦ/Δt N:コイル巻数 Φ:磁束 t:時間 となります。Δは変化量という意味です。 簡単に言うと、磁束の変化する割合に比例するということです。 問題の場合は、速度に比例すると考えて問題ありません。 >初めは+極側に大きく振れ、その後に-極側に小さく振れた。 コイルの中心点までの挿入速度は、コイル中心点からの抜き出し速度より大きかったということだと思います。

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  • 回答No.1
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コイルに流れる電流の挙動は、 磁石やコイルの長さ、コイルの電気抵抗、磁石を動かす速さで若干様相が変わります。 (横軸に時間、縦軸に誘導電圧、コイルに流れる電流をとって、電圧や電流の変化をグラフにしてみると良いかと思います。) まず誘導電圧を考えると、 ・誘導電圧は磁石が入るときと、出るときで正負が反対で、大きさが同じ電圧になります。 次にコイルに流れる電流ですが、 コイルに磁石が入る前は電流0として、 ・コイルに磁石が入るときに誘導された電圧で電流が+に流れます この後が問題で、、誘導電圧がなくなっても、コイルのインダクタンスで電流は流れ続けます(ただし、コイルや検流計の電気抵抗で、電流は減少します) ・次にコイルから磁石が出るときにはまだコイルに+の電流が流れています。 ・コイルが磁石から出るときに-の誘導電圧が発生しますが、+の電流からスタートするため、-への振れは小さくなります。 で、もしコイルや検流計の電気抵抗が十分小さく(理想的には0)い場合や、磁石が短い、磁石の速さが十分速くて、磁石がコイルを出る直前までの電流低下が0なら、磁石が出るときには、検流計が+→0に戻るだけになります。 逆にコイルの抵抗が十分大きい場合には、磁石が入るとほぼ同時に電流が0に戻りますので、次に出るときには、電流は-向きにほぼ同じ大きさで流れます。

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