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物理 高校生

写真の赤線部についてですが、なぜ1次コイルの誘導起電力の大きさは電源電圧(この場合、交流電源の電圧)と等しいのですか?

C 交流による送電 変圧器 世界中で交流がよく用いられて 1次コイル いる理由の1つに,変圧器(トラ transformer ンス) を使って簡単に電圧を変え られることが挙げられる。 変圧器は、図24のように共通 の鉄心に2つのコイルを巻いたも のである。 1次コイルに交流電流を流すと, 鉄心の中に変動 する磁界が発生する。 この磁界は2次コイルを貫く ため,電磁誘導によって2次コイルにも変動する電圧が発生する。 1次コイルの巻数を N1, かける電圧を V1, 流れる電流を In, 2次コイ ルの巻数を N2, 発生する電圧を V2, 流れる電流をIとし, コイルの抵抗 は無視できるものとする。 1次コイルに電流を流し, 時間tの間に鉄心 の中の磁束が⊿だけ変化したとすると, 1次コイルの誘導起電力の大き さは,電源電圧の大きさに等しくとなる。また、発 が鉄心の外に漏れないとすると,2つのコイルを貫く磁束の変化は等 しいので,2次コイルの誘導起電力の大きさは,V2-№.2c れる。したがって, 1次コイルの誘導起電力の大きさ V1, 2次コイルの で表さ 2次コイル 第4部 電気と磁気 図 24 変圧器 ル側で周波数は変化しない。 1次コイル側と2次コイ Check p.296式(2) V=-N² 40 4t 18 誘導起電力の大きさ V2 と, それぞれの実効値 Vie, V2e, および巻数N, Mi coraz N2 との間には, 次の関係が成り立つ。 V1_Vie _ N1 (21) V₂ V2e N₂ また,エネルギーの損失がない理想的な変圧器では, 1次コイルと2次 コイルで電力が等しい。このとき, 1次コイル, 2次コイルを流れる電流 の実効値をそれぞれ Ine, Ize とすると, Vielle = V2eze という関係が成り 立つ。 1 2 20 ■変圧器の2次側に何も接続しなければ, I2=0 となる。 このとき, 1次側は単なるコイルとなっ て電流が流れるので, Le0 である。 すなわち, Vielle = V2eIze は厳密には成り立たない。 実際の 変圧器では, コイルの巻数を多くするなどして Ize = 0 のときのeを小さくしている。

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物理 高校生

類題が分かりません。解説お願いします🙇‍♀️🙇‍♀️

例題1 豆電球の電流電圧特性 右のグラフは,ある豆電球にかけた電圧 V〔V〕と流れる電流 Ⅰ [A] との関係を表して いる。この豆電球と抵抗値=20Ωの抵抗 を右下の回路図のように直列につなぎ, 起 電力 E = 1.6Vで内部抵抗が無視できる電 池に接続した。 このとき、豆電球にかかる 電圧と豆電球を流れる電流を求めよ。 指針 オームの法則を表す式を V, I を用いて表し, この式が表す直線と電流電 圧特性を表す曲線との交点を求める。 解抵抗にかかる電圧はE-Vである。 また, オームの法則より,これは I に 等しいから, E-V=r181 p.250 E=1.6V,r=20Ωのとき、 この式 が表すグラフは, 右のような直線とな る。 V.Iはこの直線上の点であり,か つ,電流電圧特性を表す曲線上の点で もある。したがって、 両者の交点の座 標を読み取ると, I=0.050 A, V=0.60 V 類題 1 I[A] 0.08 20.06 0.04 st 0.02 0 -EV-ネ -V- VI +→I I[A] 0.08 0.06 0.04 0.02 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 y [V] 0 r AJE E E-V=r1 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0y[V] ... 例題1の豆電球と10Ωの抵抗を並列につなぎ, 別の電池に接続したところ。 電池から流れた電流は0.10A であった。 この電池の起電力を求めよ。 ただし、 電池の内部抵抗は無視できるものとする。 0.52 V

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