2013年2月13日水曜日

超伝導コイルをつぶす場合

「高校物理の発想の基本」
超伝導線で作ったコイルの壁をつぶすと、
下の図のように、コイルが囲む磁束の和が変わりません。
そのため、コイルの中の磁場の密度が高くなります。

 コイルの中の磁場の密度が高くなるので、コイルの磁場を発生する電流密度I’も高くなります。
コイルのインダクタンスLは、コイルの軸方向の断面積Sに比例して小さくなります。
(コイルの巻き数をNとし、コイルの電流密度をiとすると、
L=μ(i/コイル電流)SN
です。)
 コイルが蓄積する磁場のエネルギーは(L・I/2)ですので、インダクタンスLが1/2になっても電流が2倍になれば、
コイルが蓄積する磁場のエネルギーは2倍になります。

 それで、コイルの導線をコイルの内側につぶすには、仕事(エネルギー)をコイルに与えなければなりません。
 結局、コイルの導線をコイルの内側につぶすには、コイルの導線が磁場から外側に押されている力に逆らって仕事をしなければなりません。

【リンク】
「高校物理の目次」


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