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コイル(英:inductor、インダクタ)とは、インダクタンスを利用するために電線を巻いた受動素子である。電磁誘導による磁力線を利用するため電線を巻いたものは巻線と呼ばれる。古くは「線輪」とも呼ばれた。数式や回路図ではLで示される。なぜLとなったかは諸説あるがCOILからLを取ったという説が有力である。

◆ 種類

◇ 空芯コイル

電線を円筒形に巻き、円筒の中に何も入れない、あるいはベークライトなどの非磁性体で電線を保持するコイル。耐電力が大きく、インダクタンスが小さいため主に高周波用に用いられる。周囲の物体の影響や、巻線の間隔(ピッチ)の狂いによりインダクタンスが変動しやすい。また、円形板の周囲に奇数本の切り込みを入れたものに電線を巻いた平面状のコイルがあり、蜘蛛の巣に形が似ていることからスパイダーコイルと呼ばれる。

◇ コアコイル

棒状、あるいはE字型、鼓型などのコア(鉄心)に巻線を巻いたコイル。コアの材質としてはフェライトを用いることが多い。抵抗器などと同様に直線状の筐体の両端からリード線が出ている形式のコイルがあり、マイクロインダクタと呼ばれる。高周波用のコイルは円筒形のボビンに電線を巻き、内部のコアをドライバで回して上下に動かし、インダクタンスを調整するものもある。大電流の電源回路などは変圧器と同様に珪素鋼板も用いられ、チョークコイル・リアクトルと呼ばれる。

コアに用いられる材質には次のような種類がある。

・ フェライト

・ ダストコア…圧縮磁芯材ともいう。金属を粉末にして絶縁処理を施し、加圧成型したもの

  ・ カーボニル鉄 Fe(CO)₅

  ・ モリブデンパーマロイ(モリブデン、ニッケル、鉄)

  ・ センダスト(ケイ素、アルミニウム、鉄)

◇ トロイダルコイル(リングコイル)

ドーナツ形の強磁性体に巻線を巻いたコイル。これに用いるドーナツ形のコアをトロイダルコア(英;Toroidal Core)と呼び、コアだけでも市販されている。コアの透磁率によって色分けがされており、巻数とインダクタンスの関係を表す図表がメーカーから公表されている。コイルの巻数はドーナツの穴を電線が通った回数で数える。周囲の物体の影響を受けにくい、漏れ磁束が少ない、インダクタンスの安定性・再現性が高いなどの利点があり、高周波回路に多く用いられる。

◆ インダクタンスの公式

コイルのインダクタンスを表す公式がある。

線条(直線状、あるいは曲率の小さい円弧状の導線)

:$L()=0.002l\; \backslash left(\; 2.303\; \backslash log\; \_4l/d\; -1\; +\backslash mu\; /4\; \backslash right)$

:$L()=4\; \backslash pi\; R\; \backslash left(\; 2.303\; \backslash log\; \_16R/d\; -a\; \backslash right)\backslash times\; 10^$

ここで、$d$は導線の直径(cm)、$l$は長さ(cm)、$\backslash mu$は周囲の透磁率、$R$はコイルの半径(cm)、$d$は導線の直径(cm)、$a$は定数(高周波では2.00)である。

:$L\; =\; K\_N\; \backslash mu\_0\; n^2\; \backslash frac\backslash !\backslash ,$ [外部リンク]H

ここで、$L\backslash ,\backslash !$ [外部リンク]H はコイルのインダクタンス、$K\_N\backslash ,\backslash !$ は長岡係数、$\backslash mu\_0\backslash ,\backslash !$ [外部リンク]H/m は真空の透磁率、$n\backslash ,\backslash !$ はコイルの巻き数、$S\backslash ,\backslash !$ [外部リンク]m² はコイルの断面積、$l\backslash ,\backslash !$ [外部リンク]m はコイルの軸方向の長さである。

巻数の大きなコイルのインダクタンスはさらに複雑な式になるため、実測によりインダクタンスを求めることが多い。

◆ 直流重畳特性

インダクタに直流バイアス電流を流すとインダクタンス値が低下する。この特性を直流重畳特性と呼び、この低下が始まる値を、直流バイアス電流値と呼ぶ。直流バイアス電流値が高ければ、直流重畳特性が高いといえる日経エレクトロニクス2009.3.9 70頁。

◆ 出典

◆ 関連項目

・ インダクタンス

・ 変圧器

・ 検波

・ アンテナ

・ ばね

・ メビウスコイル

・ 直列回路と並列回路、RLC回路

・ カーボンマイクロコイル

◆ 外部リンク

・ [外部リンク] コア入りソレノイドコイルのインダクタンス

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