自己(じこ)誘導(ゆうどう)と自己(じこ)インダクタンス

コイルに流(なが)れる電流(でんりゅう)$I$が変化(へんか)すると、コイル自身(じしん)を貫(つらぬ)く磁束(じそく)も変化(へんか)する。その結果(けっか)、変化(へんか)を妨(さまた)げる向(む)きにコイル自身(じしん)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)を自己(じこ)誘導(ゆうどう)という。

自己(じこ)誘導(ゆうどう)で生(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$e$は、電流(でんりゅう)の変化(へんか)$\Delta I$と、変化(へんか)にかかった時間(じかん)$\Delta t$を使(つか)って$e=L\left|\dfrac{\Delta I}{\Delta t}\right|$と表(あらわ)される。比例定数(ひれいていすう)$L$はコイルの形(かたち)や巻数(まきすう)で決(き)まる値(あたい)で、自己(じこ)インダクタンスという。単位(たんい)はヘンリー（記号(きごう)H）。

自己(じこ)誘導(ゆうどう)の誘導(ゆうどう)起電力(きでんりょく)の向(む)きは、電流(でんりゅう)の変化(へんか)を妨(さまた)げる向(む)きになる。電流(でんりゅう)を増(ふ)やそうとすると、増加(ぞうか)を妨(さまた)げる（遅(おく)らせる）向(む)きの誘導(ゆうどう)起電力(きでんりょく)が生(しょう)じ、電流(でんりゅう)を減(へ)らそうとすると、減少(げんしょう)を妨(さまた)げる（保(たも)とうとする）向(む)きの誘導(ゆうどう)起電力(きでんりょく)が生(しょう)じる。

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例題(れいだい)：自己(じこ)インダクタンス0.40Hのコイルを含(ふく)む回路(かいろ)のスイッチを閉(と)じ、電流(でんりゅう)が0.25秒(びょう)かけて0から5.0Aまで変化(へんか)したとする。自己(じこ)誘導(ゆうどう)で生(しょう)じる誘導(ゆうどう)起電力(きでんりょく)は$e=L\left|\dfrac{\Delta I}{\Delta t}\right|=0.40\times\dfrac{5.0}{0.25}=8.0$Vだ。

電流(でんりゅう)が5.0Aまで流(なが)れた状態(じょうたい)のコイルには、$U=\dfrac{1}{2}LI^2=0.5\times0.40\times5.0^2=5.0$Jのエネルギーが磁場(じば)の形(かたち)で蓄(たくわ)えられている。電源(でんげん)がした仕事(しごと)（新しいタブで開きます）の一部(いちぶ)はこの形(かたち)でコイルに蓄(たくわ)えられ、残(のこ)りは回路(かいろ)の抵抗(ていこう)でジュール熱(ねつ)（新しいタブで開きます）になる。

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コイルと電球(でんきゅう)を直列(ちょくれつ)につないだ回路(かいろ)でスイッチを閉(と)じた直後(ちょくご)、電球(でんきゅう)はすぐには最大(さいだい)の明(あか)るさにならず、暗(くら)い状態(じょうたい)から徐々(じょじょ)に明(あか)るくなる。これは、自己(じこ)誘導(ゆうどう)の誘導(ゆうどう)起電力(きでんりょく)が電流(でんりゅう)の増加(ぞうか)を妨(さまた)げているためだ。

反対(はんたい)にスイッチを開(ひら)いて電流(でんりゅう)を止(と)めようとすると、コイルは電流(でんりゅう)を保(たも)とうとして大(おお)きな誘導(ゆうどう)起電力(きでんりょく)を生(しょう)じ、スイッチの接点(せってん)に火花(ひばな)が飛(と)ぶことがある。どちらも、コイルが電流(でんりゅう)の変化(へんか)そのものを妨(さまた)げる性質(せいしつ)のあらわれである。

コイルに蓄(たくわ)えられた磁場(じば)のエネルギー$U=\frac{1}{2}LI^2$は、コンデンサー（新しいタブで開きます）に蓄(たくわ)えられる静電(せいでん)エネルギー（新しいタブで開きます）と同(おな)じように、回路(かいろ)から取(と)り出(だ)して使(つか)うことができる。