誘導結合

電気工学では、2本の導体が誘導結合または磁気結合していると言われるのは^、一方の導線を流れる電流の変化が電磁誘導によって他方の導線^の両端に電圧を誘起するように構成されている場合である。[1] 最初の導線を流れる電流の変化は、アンペールの法則により、その周囲に変化する磁場を生成する。変化する磁場は、ファラデーの誘導の法則により、2番目の導線に起電力（EMF）電圧を誘起する。2本の導体間の誘導結合の量は、それらの相互インダクタンスによって測定される。^{[ 2 ]}

2本のワイヤ間の結合は、それらをコイル状に巻き、共通の軸上に近接して配置することで増加させることができます。これにより、一方のコイルの磁場がもう一方のコイルを通過します。また、コイル内に鉄やフェライトなどの強磁性体の磁性コアを設けることで磁束を増加させ、結合を強めることもできます。2つのコイルは、変圧器の一次巻線と二次巻線のように、物理的に単一のユニット内に収められている場合もあれば、分離されている場合もあります。結合は意図的な場合も、意図的でない場合もあります。意図的でない誘導結合は、ある回路からの信号を近くの回路に誘導する原因となり、これはクロストークと呼ばれ、電磁干渉の一種です。

誘導結合型トランスポンダは、アンテナとして機能する大型コイルに接続された固体トランシーバチップで構成されています。読み取りユニットの振動磁場内に入ると、トランシーバはアンテナに誘導結合されたエネルギーによって起動し、データを誘導的に読み取りユニットに送信します。

2つの磁石間の磁気結合は、磁気ギアのように、接触せずに機械的に動力を伝達するためにも使用できます。^{[ 3 ]}

誘導結合は電気技術分野で広く利用されており、例としては以下のようなものがある。

• 電動モーターと発電機
• 誘導充電製品
• IHクッキングヒーターおよびIH加熱システム
• 誘導ループ通信システム
• 金属探知機
• トランスフォーマー
• ワイヤレス電力伝送
• テスト:
  • 無線周波数識別
  • 電圧の存在

• 誘導結合の用途
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  電力変圧器は誘導結合によって一方の巻線から他方の巻線へ電力を伝達する。
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  アンテナトランスは、AMラジオ局のアンテナを送信機に誘導結合する。
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  誘導結合によって電流を測定するクランプ式電流計
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  電力変圧器の断面図には、誘導結合コイルが示されている。
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  無線機のバリオメータにより誘導結合を変化させることができる
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  トラックの点火コイルは誘導結合により高電圧のスパークプラグ電圧を発生させる。
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  ワイヤレスで携帯電話を充電する誘導充電器
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  試作型レールガンは誘導結合によって発射体を加速する
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  誘導炉は渦電流によってシリコンを加熱する。
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  IHクッキングヒーターは、鍋への誘導結合によって水を沸騰させる。

低周波誘導は、意図せず発生すると危険な誘導結合の一形態となる可能性があります。例えば、長距離の金属パイプラインが送電線と並行して敷設されている場合、送電線がパイプに電流を誘導することがあります。パイプは導体であり、保護被覆によって大地から絶縁されているため、送電線を一次巻線とする長尺の変圧器の二次巻線として機能します。その結果、パイプに誘導される電圧は、バルブを操作したり、金属パイプラインの金属部分に触れたりする人にとって危険となります。

電子機器を扱う際には、低周波磁場を低減する必要がある場合があります。電源トランスを備えた機器の近くにある高感度回路が主電源周波数を拾ってしまう可能性があるためです。ツイストワイヤ（ネットワークケーブルなど）は、連続するツイストで誘導される信号が相殺されるため、干渉を低減する効果的な方法です。磁気シールドも不要な誘導結合を低減する効果的な方法ですが、可能であれば磁場の発生源を高感度電子機器から遠ざけるのが最も簡単な解決策です。^{[ 4 ]}

誘導電流は有害な場合もありますが、有益な場合もあります。配電線の技術者は、誘導結合を利用して、鉄塔や変電所に設置されたカメラに電力を供給し、施設の遠隔監視を可能にしています。これにより、どこからでも監視でき、カメラのバッテリー交換やソーラーパネルのメンテナンスを気にする必要がなくなります。