電磁誘導 はコイルを貫く磁束の変化によって生じる現象ですね。ただし、この 磁束 という用語がとても抽象的でわかりづらい、という方が多いと思います。ここでは、 そもそも磁束とは何か について解説しましょう。

まず、いちばんはじめにおさえておきたいのは 磁束密度 と 磁束線 の関係です。

磁束密度B[Wb/m²] は、 透磁率μを加味 した上での +1[Wb]の磁気量が受ける磁気力 のことでしたね。 磁場H[A/m] が +1[Wb]の磁気量が受ける磁気力 であるのに対し、 磁束密度B[Wb/m²] は、 透磁率を加味している 点で異なります。式で表すと、 (磁束密度B)=(透磁率μ)×(磁場H) となります。

この 磁束密度B[Wb/m²] を線で表したのが 磁束線 です。 磁束線 は、 磁束密度がはたらく向きに矢印をつけた線 であり、 磁束密度Bに垂直な単位面積1[m²]を通る磁束線の本数をB本とする と定義されます。ようするに、 磁束密度B の場所は、 面積1[m²]あたりの磁束線がB本である ということです。

磁束線 に似たものに 磁力線 がありましたね。 磁束線の本数B本 が 磁束密度の大きさB を表すのに対し、 磁力線の本数H は 磁場の大きさH を表します。 磁場 と 磁束 、 磁力線 と 磁束線 の関係を対応させて覚えましょう。

磁束密度 と 磁束線 の関係がつかめたらあとひと息です。磁束とは、 垂直断面を貫く磁束線の総本数 のことをいい、
(磁束Φ)=(磁束密度B)×(面積S)
で表されます。磁束を表す記号はギリシャ文字 Φ(ファイ) です。

次の図をもとに、 (磁束Φ)=(磁束密度B)×(面積S) の意味を考えてみましょう。

断面積S[m²]のコイル内部を磁束密度B[Wb/m²]の磁場が垂直に貫いています。このコイルの断面で単位面積1[m²]を貫く磁束線を考えると、B本になりますね。

したがって、断面積S[m²]を貫く磁束線の総本数は
B×S [本]
となります。 垂直断面を貫く磁束線の総本数 はまさしく 磁束Φ のことなので、
Φ=BS
となるわけです。磁束Φを面積Sで割り算すると、磁束密度Bだということも確認できますね。

B[Wb/m²]×S[m²]より、 磁束の単位は[Wb] となります。また、磁束はあくまで 垂直断面 を貫く磁力線の本数を考えます。面を磁束密度Bが斜めに貫く場合は、磁束密度Bを分解し、面に垂直な磁束密度Bの成分 B_⊥ だけを使うこともおさえておきましょう。