OBSERVATION CHAMBER / ACTIVE

電磁誘導観測室

一様な磁場の中でコイルを回し、鎖交磁束、誘導起電力、電流、電磁トルクに逆らって与える仕事を観測します。

field / electromagnetic induction 観測モデル

観測室99 / 場

磁束の変化から抵抗の熱へ

停止中

外力が角速度を一定に保ちます。コイルの法線n、磁場B、符号付き電流Iを追ってください。グラフは12秒間の観測範囲を示します。

図にフォーカスして、SpaceまたはPで再生・停止、Sで1段階進む、Rでリセット、Lでグラフを切り替えます。図は模式図で、時間の単位は秒です。

現在の読み値

θは、固定した正の基準磁場軸からコイル法線nへの角度です。Bは、その軸方向の磁場の符号付き成分です。nへの右ねじ方向を電流の正方向とします。電磁トルクは回転を妨げます。自己インダクタンスを0とするため、外力の仕事は熱になります。

数値モデルの検査

検査	誤差	許容値	結果

中心差分でファラデーの法則を検査します。1周期のSimpson積分は、解析的な時間積分とは別にジュール熱を検査します。符号の反転、静止、抵抗による変化も確認します。

現在の観測レポート

観測ガイド

斜めの初期角度から1段階ずつ進め、鎖交磁束と誘導起電力を比べます。最大になる角度は異なります。
ωを0にします。磁束が残っていても、起電力、電流、トルクは0になります。Bやωを反転して符号を比べます。
Rを2倍にします。同じ角度と速度では、電流と熱の発生率がともに半分になります。外力の動力と熱の発生率を比べてください。
レポートとPNGは再生を止めます。設定、グラフ、1段階進む操作、リセットで前の出力を消去します。タブを隠すと止まり、戻っても自動再開しません。動きを抑える設定では、再生を無効にして1段階ずつ進められます。

ブラウザ内で動きます。アップロードや登録は不要です。

モデルと範囲

θ = θ₀ + ωt; Φ = BA cos θ; Ψ = NΦ ε = −dΨ/dt = NBAω sin θ; I = ε/R τem = −NBA I sin θ Pext = −τemω = εI = I²R ≥ 0 Wext = Qjoule = ∫₀ᵗ I²R dt

平面コイルが一様で時間変化しない磁場の中で回り、純抵抗Rにつながる準静的模型です。自己インダクタンスは0とします。外力が電磁トルクを補い、ωを一定に保ちます。反作用による速度変化、場の伝播、放射、Maxwell方程式全体は計算しません。

模式的な観測です。実機測定、発電機の設計、性能予測には使えません。

指定した速度で回るコイルの模型をブラウザ内で計算します。入力、計算、レポート、画像は外部へ送信しません。実物のコイルの測定や電気機器の設計は行いません。