インダクタンスの計算
インダクタンスは、電流が流れる電気導体が磁場内でエネルギーを蓄える能力を量定する基本的な特性です。インダクタンスは通常、”L”の記号で表され、ヘンリー（H）という単位で測定されます。導体を通る電流があると、その周囲に磁場が生成されます。電流が変化すると、磁場も変化し、導体を横切る電動力（EMF）または電圧を誘導します。これは、電流の変化に反対するものです。この現象は電磁誘導として知られており、インダクタンスの概念の基礎となっています。
インダクタンスの計算方法
コイルなどの導体のインダクタンスを計算するには、以下の式を使用します：
L = (N2 * μ * A) / l
ここで：
L= インダクタンス（ヘンリー、H）N= コイルの巻数μ= コア材料の透磁率（ヘンリー毎メートル、H/m）A= コアの断面積（平方メートル、m2）l= コイルの長さ（メートル、m）
透磁率（μ）は、コア材料がどれだけ容易に磁化されるかを示す特性です。これは、真空の透磁率（μ0）と材料の相対透磁率（μr）の積で表されます：
μ = μ0 * μr
ここで：
μ0= 真空の透磁率、約 4π x 10-7 H/mμr= 材料の相対透磁率（無次元）
コイルまたはインダクタのインダクタンスを計算するには、次の手順に従います：
- コイルの巻数（N）を決定します。
- コア材料を特定し、その相対透磁率（μr）を見つけます。空気コアコイルや非磁性材料のコイルの場合、μrはおよそ1と等しいです。
- 式を使用してコア材料の透磁率（μ）を計算します：
μ = μ0 * μr - コアの断面積（A）を平方メートル（m2）で測定します。
- コイルの長さ（l）をメートル（m）で測定します。
- これらの値を式に代入します：
L = (N2 * μ * A) / l - ヘンリー（H）でインダクタンス（L）を計算します。
この式は、一様な断面積と均等に配置された巻数を持つソレノイド形状のインダクターに主に適用されます。他の形状については、計算がより複雑になり、正確なインダクタンスを推定するために特殊な式や数値解析法、例えば有限要素法が必要になる場合があります。また、提供された式は磁場がコア材料に限定されており、フリンジングや漏れ磁束など、特定のケースでインダクタンスに影響を与える可能性があることを考慮していません。
実用的な応用では、インダクタのリアクタンスとその抵抗の比率である品質係数（Q）や、インダクタの誘導性および容量性リアクタンスが相殺される周波数である自己共振周波数（SRF）など、他の要因も考慮することが重要です。これらの要因は、回路内のインダクタの性能に影響を与え、特定の用途に適したインダクタを選択または設計する際に考慮すべきです。
