進捗(12/17~12/23)トルク

半導体・ストレージ・NAS
『セメスター物理 電磁気学』を、何としても今年中に終わらせようと思っている。第8章までなんとか終わった。

残すところは第9章、第10章の計18ページのみなので、きっとできるハズだ。

セメスター物理 電磁気学の構成
  • 第1章 静電気
  • 第2章 電場
  • 第3章 電位
  • 第4章 キャパシタ―
  • 第5章 電流
  • 第6章 電流と磁場
  • 第7章 磁場から受ける力
  • 第8章 静磁気
  • 第9章 電磁誘導
  • 第10章 電磁波

トルク

『第7章 磁場から受ける力』の後半に、直流モーター(発電機)の原理の説明があったが、以下の一文が容易理解できなかった。ローレンツ力の式のどこから、cosθが出てくるのだろう?

セメスター物理 電磁気学より

モーターとは何か?

そもそも、モーターは何であったかを確認する。岩波理化学辞典第3版によると、以下のように書いてあった。

軸を機械的に回転させることによって電気を発生させる装置。電磁誘導の応用である。発生する電気が交流か直流かに応じて交流発電機と直流発電機とがある。図1は交流発電の原理を示す。発電コイルを磁場の中で回転させ、発生した交流起電力を摺動環を経て取り出す。直流発電機の場合は、摺動環の代わりに図2に示すような円筒状の金属を分割した整流子とそれに接触する刷子とを使って半回転ごとに発電コイルの接続方向を逆転させ、コイルに発生する交流を直流に変えて外に取り出す。(後略)

岩波理化学辞典第3版より

トルクの変化

モーターは、コイルを回転することによって力が発生するのだから、つまりはトルク(回転力)ということだ。ウェブ上の情報をいろいろと参考にして整理すると、以下のようになった。今回復習するまで、トルクの概念を完全に忘れていた。力学って大事だな、と改めて感じる。

コイルの回転にともなうトルクの変化

今日は12月24日につき、クリスマス関連の家庭内ToDoが色々と発生しているため、今朝の更新はここまで。とりあえず、ケーキを受取りに行かねばならない。。。