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インダクター、コンデンサーは電子回路を作るうえでなくてはならない部品です。その動作の基本的な役割を解説します。
今回の内容は、Part2 “インダクターの動作”になります。
他の記事もご覧になりたい方はまとめページがありますので、そちらをご覧ください。
概要
インダクターの動作
インダクターの主な基本動作は2点あります。
エネルギーの蓄積と放出：電源回路ではこの特性を利用して電力変換をおこないます。
インダクターに電流を流すと右ねじの法則に従って磁界が発生し、磁気エネルギーとして蓄積されます。この電流の流れを止めると、蓄積したエネルギーが放出されます。これを利用して電源回路を構成することができます。
周波数によるインピーダンス変化：インダクターはZ=ωL[Ω]でインピーダンスが変化します。
直流は通るが周波数上昇に伴って交流は通りにくくなります。これを利用してフィルターを構成することができます。
インダクターの電圧、電流の関係について
インダクターの両端に発生する電圧はこの式で表されます。
V=Ldi/dt[V]
1μHのインダクターに1A/μsの電流が流した時、両端の電圧は1Vであるという意味です。これをLTspiceを使って確認した結果が図１になります。
1A/μsの電流が流れている時のVLの電圧は1Vで極性が逆になれば-1Vとなり、1A一定の時は電流が流れていてもVLは変化していないことが確認できます。
図1
電源回路で使った場合の動作については今後のPartで解説します。
インダクターのインピーダンス特性
上述のようにインダクターのインピーダンスはZ=ωL[Ω]になります。この特性をLTspiceを使って確認した結果が図2となります。
条件は1.59μHで100k～100MHzとします。
1.59μHは100kHzでZ≒1Ωとなり波形を見やすくするために用います。
図２
周波数の上昇に伴ってインピーダンスが増えていることが確認できます。
コンデンサーは逆にZ=1/ωC[Ω]でインピーダンスが変化しますので、周波数の上昇に伴ってインピーダンスが減っていきます。
LCフィルターはこれらの特性を利用したものです。
この特性は理想的なインダクターの特性になりますので、実際はこの通りの特性にはなりません。
実際の特性については次回Partで解説します。
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