インダクタンスの逆起電力

アナログエンジニアはインダクタンスの「逆起電力」という言葉が嫌いである。この言葉から想起される概念は内容に乏しく、かつスイッチング後の電流が流れる方向や大きさの把握に繋がることが少ないと感じる。

電子回路設計者はインダクタンスを含む回路が苦手な方が多い。インダクタンス回路で多く出会う課題は、過渡現象でありかつ、インダクタンスは純粋なＬ成分だけでなく、直列寄生抵抗や並列寄生容量も考慮に入れる必要のある場面が多いからだ。

まず、インダクタンスの基本式をＶ＝ＬｄＩ/ｄｔで考えると、オームの法則と同様にＶの方向と電流の方向を逆向きに取っていることを強く意識することが大切だ。電圧の方向と電流の方向を同一方向に定義したＶ＝-LdＩ/ｄｔの表現もある。

しかも、電流Ｉの符号とｄＩ/ｄｔの符号は無関係に回路条件で決まるので、「逆起電力」との言葉で考えると、方向が判らなくなる。

私は、普段次のように考える。

電流の流し始めは、Ｖ＝ＬｄＩ/ｄｔで考える。Ｖが正なら電流は増加していく。寄生Ｒが無視できない値になれば、Ｌ・Ｒの一次遅れ回路として扱う。

スイッチングにより回路の一部が変更された直後には、インダクタンス電流は急変できないので、回路図に記載されていようがいまいが、最も流れやすい経路でＳＷ直前の電流値を保ったまま流れる。経路が判ればインダクタンスにかかる電圧Ｖが判明し、電流の変化率を知ることができる。ポイントは、インダクタンス電流は急には変化できないという感覚を持つことである。

さらに、ｄＩ/ｄｔが大きくなると、小さな各部の寄生容量も寄与し、共振する。

「逆起電力」と言う言葉は、因果関係を逆にしているように思えてならない。これがインダクタンス嫌いの回路屋さんを多く生み出している原因ではないか。

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