インダクタンスの結合係数②(過去問にチャレンジ)解答

正解:(2)

解説:図のように端子2と3を接続して、端子1から端子4で電流を流すと、電流の向きと磁束の向きは図の通りになり、これは、巻線NとN´の2つのコイルがお互いの磁束を強め合う方向に直列接続されている状態である。したがって、インダクタンスの直列接続の通り、合成インダクタンスは
L₁+L₂+2M・・・①(L₁:巻数Nのインダクタンス、L₂:巻数N´のインダクタンス、M:相互インダクタンス)となる。

設問の与条件の通り、 L₁=40[mH]、L₂=10[mH]、また合成インダクタンスが86[mH]であるので、これを①へ代入して、
40+10+2M=86
2M=36
M=18[mH]
よって、相互インダクタンスはM=18[mH]である。

実際に求めるのは、結合係数kであり、インダクタンスの結合係数の通り、
k=$\frac{M}{\sqrt{L_1L_2}}$・・・②
であるので、ここに、L₁=40[mH]、L₂=10[mH]、M=18[mH]を代入して、
k=$\frac{18}{\sqrt{40×10}}$
k=$\frac{18}{20}$=0.9
したがって、選択肢で最も近いのは(2)0.90である。

問題を選ぶ