コイル蓄積エネルギー計算機

このコイル蓄積エネルギー計算機は、インダクタ（コイル）の磁界に蓄えられるエネルギーを計算します。基本式は E = 1/2 LI² です。インダクタンスLと電流IからエネルギーEを求めるほか、必要な電流またはインダクタンスを逆算できます。

コイルの蓄積エネルギーは、スイッチング電源、DC-DCコンバータ、リレー、ソレノイド、モーター、フィルタ回路の基本的な検討で重要です。電流が2倍になるとエネルギーは4倍になるため、電流条件を確認することが特に大切です。

コイル蓄積エネルギー計算機の使い方

1. 計算モードを選ぶ — 蓄積エネルギー、必要な電流、必要なインダクタンスのいずれを求めるか選びます。
2. 既知の値を入力する — たとえばエネルギーを求める場合は、インダクタンスLと電流Iを入力します。
3. 単位を選ぶ — H、mH、µH、およびA、mAなど、部品表や測定値に合う単位を選びます。
4. 結果と代入式を確認する — J、mJ、µJでの結果と、標準単位へ換算した計算手順を確認します。

コイルの蓄積エネルギーの計算式

E = 1/2 LI²

• E：蓄積エネルギー（J）
• L：インダクタンス（H）
• I：電流（A）

未知の値を求めるために式を変形すると、次のようになります。

電流：I = √(2E / L)
インダクタンス：L = 2E / I²

計算例

インダクタンスが10mH（0.01H）、電流が2Aのコイルでは、蓄積エネルギーは次のとおりです。

E = 1/2 × 0.01 × 2²
E = 0.02J = 20mJ

同じ10mHのコイルで電流を4Aにすると、エネルギーは80mJになります。電流は2倍ですが、エネルギーは二乗に比例するため4倍です。

インダクタンスと電流がエネルギーに与える影響

インダクタンスを2倍にすると、同じ電流で蓄積エネルギーは2倍になります。一方、電流を2倍にするとエネルギーは4倍になります。設計上は、必要なエネルギーだけでなく、コイルの飽和電流、直流抵抗、温度上昇も確認してください。

コイルの蓄積エネルギー計算が役立つ場面

• スイッチング電源：インダクタが1サイクルで扱うエネルギーの規模を確認する。
• リレー・ソレノイド：コイル電流の遮断時に関係する磁気エネルギーを考える。
• フィルタ・モーター回路：コイルの電流変化とエネルギーの関係を学ぶ。
• 電子回路の学習・実験：インダクタンス、磁界、電流の二乗則を数値で確認する。

使用時の注意点

この計算機は理想的なインダクタを前提とした教育・概算用ツールです。実際のコイルには、直流抵抗、コア損失、飽和、寄生容量、自己共振、温度特性、許容電流があります。エネルギーの一部は抵抗損やコア損として失われます。

大電流・高電圧の回路では、コイル電流を遮断した際に高い逆起電圧が発生する場合があります。保護回路、絶縁、部品定格、安全規格を確認し、重要な設計には測定、シミュレーション、データシート、専門家のレビューを併用してください。