結果の説明:磁束とインダクタンス(理論値)
磁束: 定義
磁界に配置されたサーフェスSについて考えます。このサーフェスSを貫く磁束密度の流束は次のように表されます:
ランダムなサーフェスを貫く磁束
磁束に対して垂直なサーフェスで、このサーフェスでの磁束密度が均一な場合、結果は次のようになります:
磁束密度を基準にして、法線がランダムな方向を向いているサーフェスについては、基本磁束は次のとおりです:
したがって、ランダムなサーフェスを貫く磁束は、そのサーフェスの積分となります:
3Dでは、異なる磁気スカラーポテンシャルによってモデル化された2つの領域とサーフェスが接触している場合、そのサーフェスの各面の結果は異なる可能性があります。このことは、スカラーポテンシャルによるモデル化では、磁束密度の法線成分Bnの連続性は確実には保証されませんが、磁界強度の接線成分Htの連続性は保証されるという事実によって説明されます(これとは対照的に、ベクトルモデルでは、Bnの局所連続性は保証されますが、Htの局所連続性は保証されません)。
コイル内の磁束
N回巻きのコイルの場合、そのコイルを貫く磁束は次の式によって表されます:
ここで:
は、1巻きで“認識”される磁束
は、N巻きで“認識”されるコイル内の合計磁束
コイル内の磁束を計算するには、そのコイル形状にほぼ対応しているサーフェスを貫く磁束を計算します。この方法は正確ではありませんが、十分有効になり得ます(特に相互磁束計算の場合)。他の磁束計算方法を以下に示します。
コイルの自己インダクタンス
電流Ikが流れ、貫く磁束の合計がΦkのコイルkの自己インダクタンスは、次の関係で与えられます:
この関係は、線形問題については次のように記述できます:
2つのコイル間の相互インダクタンス
2つのコイル(jとk)間の相互インダクタンスは、次の関係によって与えられます:
この関係は、線形問題については次のように記述できます:
ここで:
- Φjは、コイルj(無通電)内の磁束
- Ikは、コイルk内の電流