自作トランス（変圧器）の鉄心・電磁誘導・誘導電流

自作トランス（変圧器）の鉄心・電磁誘導・誘導電流：トランス（変圧器）の鉄心に関する動画です。トランス（変圧器）を自作し、100Vのコンセントに接続すると何が起こるか実験しました。トランス（変圧器）の鉄心に必要な条件について解説します。この動画では考えませんでしたが、磁気ヒステリシスの問題も重要です。
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[@01masuda]

蛇足ですが、工学系では、総磁束量を大文字Φ、磁芯コア磁束を小文字でΦと表記し識別ます。両者はターン数分の磁束量が異なります。

[@yoshsho]

コメント、ありがとうございます。工学系と物理系では、いろいろと微妙な違いがありますよね。物理系では磁束にΦB、電気力線束ΦEと大文字のΦに下付き添え字EやBを付けて使うことが多いです。

[@AiRobi]

実験有難うございました。
コアが積層になっている理由がよく理解できました。二次コイルにどの程度の電圧が出ていたのでしょうか？

[@yoshsho]

コメント、ありがとうございます。2次コイルの電圧はちゃんと測っていませんが、この動画では３０ボルトの電圧をかけると、２次コイルの豆電球が光りました。
th-cam.com/video/TuwrhSGQB3Q/w-d-xo.html

[@AiRobi]

@@yoshsho 有難うございました。巻線は鉄心沿いではなく、巻線の上に重ね巻きをしなければと思っていたので、参考になりました。

[@masugi9851]

クランプにコイルがもじゃもじゃに巻かれたものは芋虫みたいで笑いましたが、内容はとってもまじめな理化学的内容で勉強になりました( ^)o(^ )

[@yoshsho]

コメント、ありがとうございます。手元にあったエナメル線を全部巻いたら、あんな風になりました。

[@ojyama1214]

製品のトランスも発熱するからフィンが付いてるんだが熱源は流れる電流そのものですか。

[@yoshsho]

一次コイルに発生する誘導起電力は、常に一次コイルに接続されている入力の電圧とつりあっているので、鉄心の中の磁束の変化量は、２次コイルの電流の有無に関係なく、ほぼ一定だと思います。ということは、鉄心で発生する熱は、２次コイルの電流に関係なく一定です。２次コイルに電流が流れたときに、発熱が増加するとしたら、それは、電流に起因するものだと思います。鉄心で発生する熱と、導線で発熱する熱とどちらが多いかは、鉄心の素材や、１次コイルと２次コイルの巻き数の比などにも関係すると思いますので、よくわかりません。

[@user-ii3tv4ct3u]

お世話になります。
鉄芯の中は一様に磁束が流れていると思うのですが、
（「流れる」って言って違和感がありますが、それは放っといて）
一次コイルの中も 二次コイルのあたりも、
コイルが巻いてない鉄芯むき出しのところも
同じように磁束が増えたり減ったりしていると思うのですが、
磁束はループになっていますから、
そうならば、どの部分も誘導電流が同じように発生するはずなのに、
一時コイル部分だけが発熱しているのは
何故でしょうか。
この発熱は一次コイル自体の発熱では?とも思いましたが、
でも、鉄芯の方が温度が高いことの説明が付きませんが。

[@yoshsho]

コメント・質問、どうもありがとうございます。私も考えていなかった、とても良いコメント・質問だと思いました。かつ、とても難しい質問だと思います。渦電流が流れない理想的な鉄心中の磁束密度Bは、１次コイルを流れる電流が作る磁束密度B（鉄心なし）よりずっと大きく、磁束線が鉄心から出たり、入ったりしないと考えて問題ありません。しかし、この実験で使った鉄心は、渦電流が流れるため、鉄心中の磁束密度Bは、かなり小さくなっており、磁束線の出入りが無視できません。具体的には、電流が流れている１次コイルのあたりは、磁束密度は大きいですが、１次コイルから離れるにしたがって、磁束密度が小さくなっているのだと思います。よって、渦電流も一次コイルの中や近い部分では、多くながれますが、遠くなるほど少なくなるのだと思います。

[@user-ii3tv4ct3u]

ご教授有難うございます。
磁束が漏れ出しているとの指摘で納得しました。
よく見かける説明図では漏れ出た磁力線など書いてありませんが、
そんなイラストを鵜呑みにして、
漏れ出さないことが当たり前と思っていました。
渦電流は逆方向に磁束をつくるので、
透磁率が見かけ的に小さくなる。(正しいか不安)
真空の透磁率に近くなると、鉄芯無しのコイルと同じなので、
磁束は漏れ放題ということかと思いました。
コイルに直流を流した場合、鉄そのものの透磁率が発揮(?)されて、
漏れ出す磁束は少なくなると予想します。
この場合、コイルの方が発熱するでしょうけど。
また、二次コイルに抵抗をつないで電流を流すと、
それがまた渦電流をつくって発熱するのかな?と思いました。
ＩＨ機器は渦電流で発熱させているので、
漏れ磁束がたくさん出ていると予想します。
磁気カードなど近くに置かない方がいいですね。@@yoshsho