並列インダクタ計算機
三つの並列インダクタの合成インダクタンス、交流リアクタンス、総電流を求めます。
並列インダクタ回路
三つの理想インダクタの値と、電源周波数、実効電圧を入力してください。
並列インダクタについて
相互結合のない理想インダクタを並列接続すると、すべてに同じ電圧が加わります。合成インダクタンスは逆数の法則に従い、その逆数は各分岐のインダクタンスの逆数の和に等しくなります。三分岐の場合、三つの逆数を合計してから、その逆数を求めます。並列抵抗と同様に、結果は最も小さい個別のインダクタンスより常に小さくなります。
合成インダクタンスを求めた後、XL = 2 pi f L を使って指定周波数での誘導性リアクタンスを計算します。実効電圧をリアクタンスで割ると、理想的な電源実効電流が得られます。各分岐の電圧は同じですが、電流はそれぞれのインダクタンスに反比例します。表示される総電流は、同位相の理想分岐電流の和です。電圧が一定なら、並列インダクタを追加すると合成インダクタンスとリアクタンスが下がり、電源電流が増加します。
並列インダクタは、電流分担型の電力段、フィルタ回路、手持ちの部品値を組み合わせる設計などに使われます。逆数の関係は磁界が互いに作用しない場合に成り立ちます。コイルがコアを共有する場合や、近接して大きな相互結合が生じる場合は、ドットの向きと結合係数によって結果が変わります。その場合は結合インダクタモデルが必要で、独立した分岐の単純な式では誤解を招く可能性があります。
実際のインダクタには巻線抵抗、コア損失、寄生容量もあります。これらにより、各分岐のインピーダンスは複素数となり周波数に依存します。特に高周波や自己共振付近では、電流分配はインダクタンスだけでは決まりません。公称値が同じでも部品公差によって電流が均等に分かれないことがあります。回路全体が過負荷に見えなくても一つのコイルが先に限界に達する可能性があるため、各分岐の飽和電流と熱定格を確認してください。
この計算機は、三つの理想的で相互結合のないインダクタの正弦波定常解析を対象としています。インダクタンスはヘンリー、周波数はヘルツ、印加実効電圧はボルトで入力します。ゼロ電圧も入力でき、電流は正しくゼロになります。実効値の代わりにピーク値を使う場合は、関連するすべての量で同じ規約にそろえてください。実際の回路では、理想推定値をデータシートのインピーダンス曲線や電流定格と比較してください。
計算例
| 入力 | 計算結果 |
|---|---|
| 10, 20, 30 mH、1 kHz、10 V | 5.4545 mH, 34.2719 ohms, 0.2918 A |
| 0.1 H のコイル三つ、60 Hz、12 V | 0.033333 H, 12.5664 ohms, 0.95493 A |
| 1 H のコイル三つ、50 Hz、100 V | 0.333333 H, 104.7198 ohms, 0.95493 A |
計算機の使い方
- 三つの分岐のインダクタンスをそれぞれヘンリーで入力します。
- 正弦波電源の周波数をヘルツで入力します。
- すべての分岐に加わる実効電圧を入力します。
- 「計算」を選び、合成インダクタンス、リアクタンス、総電流を確認します。
よくある質問
並列インダクタはどう合成されますか?
理想的で相互結合がなければ、各インダクタンスの逆数を足します。合成値はどの分岐のインダクタンスよりも小さくなります。
並列インダクタには同じ電流が流れますか?
電圧は同じですが、電流は必ずしも同じではありません。同じインダクタンスなら理想電流は等しく、小さいインダクタンスほど大きい電流が流れます。
相互結合は結果に影響しますか?
はい。磁気結合したコイルでは相互インダクタンスと巻線方向に基づく項が必要ですが、この独立インダクタモデルには含まれません。
分岐を増やすと総電流が増えるのはなぜですか?
並列分岐を追加すると合成インダクタンスとリアクタンスが下がります。電圧が同じなら、電源が供給する電流は増加します。
異なるインダクタンスを並列接続できますか?
理想回路解析では可能で、逆数の式は異なる値にも使えます。実機では分岐電流、飽和、抵抗、熱バランスを個別に確認してください。