【電験3種】本日の戦利品:磁気と電気の「相似性」に開眼した日

今日の学習内容

  • 科目: 理論
  • 項目: 磁界の定義、アンペアの周回積分、ビオ・サバールの法則、磁気回路
  • 時間: 仕事の合間に集中講義(AIと対話)

7年前の自分 vs 今の自分

7年前、磁気の分野は「公式が多すぎる」と毛嫌いしていました。

しかし今日、AIと対話しながら進めていくうちに、ある重要なことに気づきました。「磁気は静電気のルールとそっくりだ」ということです。

例えば、磁界の強さ

 $$H$$

を求める係数。

$$H = \frac{1}{4\pi\mu_0} \cdot \frac{m}{r^2}$$

この

 $$\frac{1}{4\pi\mu_0}$$

が計算すると約

 $$6.33 \times 10^4$$ になるのですが、これを丸暗記するのではなく「あのおよその数値だな」と感覚的に捉える余裕が今の自分にはあります。

さらに、アンペアの法則から導かれる「直線電流」と「円形コイル」の磁界の公式。

  • 直線:$$H = \frac{I}{2\pi r}$$
  • 円形:$$H = \frac{I}{2r}$$分母に $$\pi$$ があるかないか。7年前はただ暗記して試験直前に忘れていましたが、今は「周回積分(円周)を考えるから直線には $$\pi$$  が入るんだ」と理屈で納得できています。現場で配線を見る目が少し変わりそうです。

ひとこと

正直、今日はかなりのハイスピードで進みました。特に磁気回路の起磁力

項目電気回路磁気回路
駆動源起電力 $$V \text{ [V]}$$起磁力 $$F_m = NI \text{ [A]}$$
流れるもの電流 $$I \text{ [A]}$$磁束 $$\phi \text{ [Wb]}$$
邪魔なもの抵抗 $$R = \rho \frac{l}{S}$$磁気抵抗 $$R_m = \frac{l}{\mu S}$$

$$F_m = NI \text{ [A]}$$(アンペア・ターン)のあたりは、電気回路のオームの法則とそっくりで驚きました。

$$NI = \phi R_m$$

「電気は電圧

 $$V$$

が電流

$$I$$

を流すが、磁気は起磁力

$$NI$$

が磁束

 $$\phi$$

を流す」。この対応関係が分かれば、あんなに難解に見えた磁気回路が、ただの「レジスタンス(抵抗)」の問題に見えてくる。

明日はこの感覚が消えないうちに、磁気回路の計算問題を解きまくりたいと思います。駆け足だったけど、景色は良くなってきた。ゼロよりはマシ。明日も走ります。

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