直列インダクタ計算機

理想的で相互結合のないインダクタを直列接続すると、合成インダクタンスは各インダクタンスの和になります。電流経路が1つしかないため、すべての部品に同じ電流が流れます。各インダクタには自身のインダクタンスと電流の変化率に比例する電圧が生じ、その電圧の和が電源電圧になります。したがって理想モデルでは、10、20、30ミリヘンリーの3つのコイルは、60ミリヘンリーの1つのインダクタとして振る舞います。 この計算機は E = 1/2 L合成 Iの2乗から総磁気エネルギーも求めます。すべての直列インダクタに同じ電流が流れるので、各コイルのエネルギーを合計した値は、合成インダクタンスを使った結果と完全に一致します。フィルタ、電磁石、コンバータ段、パルス回路のエネルギー蓄積を解析する際の確認に役立ちます。エネルギーは電流の2乗に比例するため、電流が少し増えるだけでも蓄積エネルギーは大きく増えることがあります。 必要なインダクタンスを単一の標準部品で得られない場合や、電圧と熱を複数のコイルに分散したい場合に、直列接続がよく使われます。巻線抵抗も直列では加算されますが、この理想計算機には抵抗を含めていません。交流回路では、合成インダクタンスに XL = 2 pi f L を適用して総誘導リアクタンスを求められます。直列電流は、そのリアクタンスと回路内のその他のインピーダンスによって決まります。 単純な加算は、相互の磁気結合がないことを前提としています。近接配置されたコイルや共通のコアに巻かれたコイルは、向きによって磁束を強め合ったり打ち消し合ったりします。この場合、合成インダクタンスには相互インダクタンスの項が入り、単純な和より大きくも小さくもなります。部品の許容差、コアの飽和、寄生容量、巻線抵抗も実際の動作に影響します。印加電圧は均等とは限らず、各コイルのインピーダンスに応じて分配されるため、定格電圧と絶縁を確認してください。 インダクタンスはヘンリー、共通の瞬時電流またはピーク電流はアンペアで入力します。最大蓄積エネルギーの計算にはピーク電流を使ってください。結果は理想的な線形磁気系を対象としているため、実機の評価では各部品の飽和電流特性を参照してください。巻線が飽和するとインダクタンスが低下し、計算上のエネルギー分布は正確でなくなります。これらの前提の範囲内では、インダクタンスの加算により、学習や回路の初期設計に使える明快な概算が得られます。