磁場と電磁誘導
磁場と電磁誘導は、日常の電子機器から先端科学研究まで、幅広い応用で重要な役割を果たす電磁気学の基本的な概念です。磁気は、電子などの荷電粒子の運動によって生じる自然界の基本的な力の一つです。磁場は、磁性材料または移動する電荷の周囲の領域であり、磁力が存在する場所です。これは、その近くにある他の磁性材料や移動する荷電粒子に影響を及ぼす見えない力場です。電磁誘導は、変化する磁場が近くの導体内に電動力(EMF)または電圧を生成する現象です。磁場と誘導は、現代技術の多くの背骨となっており、電気と磁気の間の複雑な相互作用を理解する上で形成しています。
磁気
磁気は、電子などの荷電粒子の運動によって生じる自然界の基本的な力です。これは、電磁力の二つの成分の一つであり、もう一つは電気です。磁気は、鉄、ニッケル、コバルトなどの特定の材料間の引力と斥力に責任があります。これらの材料は、強磁性材料として知られています。原子レベルでは、磁気は原子内の電子の運動によって引き起こされます。電子には二つの運動タイプがあります:原子核の周りを軌道する運動と、固有のスピンも持っています。これらの運動は両方とも小さな磁場、磁気双極子モーメントと呼ばれるものを生成します。強磁性材料では、隣接する原子の磁気モーメントが整列し、ドメインを作成し、それによってネット磁場を生じます。
磁場
磁場は、磁性材料または移動する電荷の周囲の領域であり、磁力が存在します。これは、その近くにある他の磁性材料や移動する荷電粒子に影響を及ぼす見えない力場です。磁場はベクトル場であり、空間の各点で大きさと方向の両方を持ちます。磁場は通常、磁力線によって表され、場の方向を示します。これらの線は磁石の北極から出て、南極に入るまで曲がり、閉じたループを作ります。磁場の強さは、フラックス線の密度に比例します;線が密なほど、磁場は強くなります。
電磁誘導
電磁誘導は、変化する磁場が近くの導体内に電動力(EMF)または電圧を生成する現象です。この現象は1831年にマイケル・ファラデーによって最初に発見され、発電機、変圧器、誘導センサーを含む多くの電気デバイスの操作の背後にある基本原則です。ファラデーの電磁誘導の法則によると、誘導されたEMFは導体を通る磁束の変化率に比例します。言い換えれば、磁場の変化が速いか、変化する磁場にさらされた導体の面積が大きいほど、誘導される電圧は高くなります。この誘導された電圧は、閉じたループが形成されると、導体を通って電流が流れる原因となります。