相互(そうご)誘導(ゆうどう)と相互(そうご)インダクタンス

2つのコイルを近(ちか)づけて置(お)くと、一方(いっぽう)のコイル（1次(じ)コイル）に流(なが)れる電流(でんりゅう)$I_1$が変化(へんか)したとき、その磁束(じそく)の変化(へんか)がもう一方(いっぽう)のコイル（2次(じ)コイル）を貫(つらぬ)き、2次(じ)コイルに誘導(ゆうどう)起電力(きでんりょく)が生(しょう)じる。この現象(げんしょう)を相互(そうご)誘導(ゆうどう)という。

2次(じ)コイルに生(しょう)じる誘導(ゆうどう)起電力(きでんりょく)の大(おお)きさ$e_2$は、1次(じ)コイルの電流(でんりゅう)の変化(へんか)$\Delta I_1$と、変化(へんか)にかかった時間(じかん)$\Delta t$を使(つか)って$e_2=M\left|\dfrac{\Delta I_1}{\Delta t}\right|$と表(あらわ)される。比例定数(ひれいていすう)$M$は2つのコイルの形(かたち)・巻数(まきすう)・位置(いち)関係(かんけい)で決(き)まる値(あたい)で、相互(そうご)インダクタンスという。単位(たんい)は自己(じこ)インダクタンス（新しいタブで開きます）と同(おな)じヘンリー（H）。

1次(じ)コイルに電流(でんりゅう)が流(なが)れていても、その値(あたい)がずっと一定(いってい)のままなら磁束(じそく)は変化(へんか)しないので、相互(そうご)誘導(ゆうどう)の誘導(ゆうどう)起電力(きでんりょく)は生(しょう)じない。2次(じ)コイルに誘導(ゆうどう)起電力(きでんりょく)が生(しょう)じるのは、1次(じ)コイルの電流(でんりゅう)が変化(へんか)しているときだけだ。

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例題(れいだい)：相互(そうご)インダクタンス0.30Hの2つのコイルがあり、1次(じ)コイルの電流(でんりゅう)が0.40秒(びょう)の間(あいだ)に2.0Aから6.0Aまで変化(へんか)したとする。$\Delta I_1=4.0$Aなので、2次(じ)コイルに生(しょう)じる誘導(ゆうどう)起電力(きでんりょく)は$e_2=M\left|\dfrac{\Delta I_1}{\Delta t}\right|=0.30\times\dfrac{4.0}{0.40}=3.0$Vだ。

1次(じ)コイルの電流(でんりゅう)が増(ふ)えているときと減(へ)っているときでは、2次(じ)コイルに生(しょう)じる誘導(ゆうどう)起電力(きでんりょく)の向(む)きが逆(ぎゃく)になる。1次(じ)コイルの電流(でんりゅう)をずっと一定(いってい)の6.0Aに保(たも)ち続(つづ)けると、磁束(じそく)が変化(へんか)しなくなるので、2次(じ)コイルの誘導(ゆうどう)起電力(きでんりょく)は0Vになる。

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相互(そうご)誘導(ゆうどう)は、1次(じ)コイルがつくる磁束(じそく)のうち、2次(じ)コイルを貫(つらぬ)く分(ぶん)だけに関係(かんけい)する。2つのコイルを遠(とお)ざけたり、向(む)きをずらしたりすると、1次(じ)コイルの磁束(じそく)のうち2次(じ)コイルを貫(つらぬ)く割合(わりあい)が減(へ)るので、同(おな)じ$\dfrac{\Delta I_1}{\Delta t}$でも相互(そうご)インダクタンス$M$は小(ちい)さくなる。

相互(そうご)誘導(ゆうどう)は、1次(じ)側(がわ)と2次(じ)側(がわ)で電圧(でんあつ)を変(か)える変圧器(へんあつき)（新しいタブで開きます）の基本(きほん)的(てき)なしくみでもある。ここでは電流(でんりゅう)の変化(へんか)に対(たい)する誘導(ゆうどう)起電力(きでんりょく)の大(おお)きさと向(む)きまでを確(たし)かめ、巻数(まきすう)比(ひ)で電圧(でんあつ)が決(き)まる変圧器(へんあつき)そのものの詳(くわ)しいしくみは別(べつ)の単元(たんげん)で扱(あつか)う。

自己(じこ)誘導(ゆうどう)と相互(そうご)誘導(ゆうどう)は、どちらも電流(でんりゅう)の変化(へんか)がもとになって誘導(ゆうどう)起電力(きでんりょく)が生(しょう)じる点(てん)で共通(きょうつう)している。自己(じこ)誘導(ゆうどう)は自分(じぶん)自身(じしん)のコイルに、相互(そうご)誘導(ゆうどう)はもう一方(いっぽう)のコイルに誘導(ゆうどう)起電力(きでんりょく)が生(しょう)じる点(てん)が異(こと)なっている。