インダクタンスの基礎知識と測定方法：コイル設計のポイントを徹底解説

コイル設計において重要な定数の一つである「インダクタンス（Inductance）」について解説します。インダクタンスは、コイルが電流の変化に対してどの程度の反応を示すかを表す物理量であり、特に電気回路設計において重要な役割を果たします。本記事では、インダクタンスの性質と役割、さらにその測定方法について詳しく説明します。

1. インダクタンスの性質

1.1 インダクタンスとは？

インダクタンスは通常「L」で表記され、コイルに電流が流れ変化する際に誘導される起電力（電圧）の大きさと関係しています。その値は、以下の物理的なパラメータに依存します。インダクタンスは巻数が多いほど、断面積が広いほど、またコアの透過率が高いほど大きくなります。

• 巻数（N）:
  コイルの巻数が増えると、インダクタンスは増加します。巻数が多いほど、コイルは強い磁場を作り、その変化に対して抵抗する力が高くなるためです。
• コイルの長さ（l）:
  長いコイルほど磁場の変化に対する感度が低くなるため、コイルが長いほどインダクタンスは小さくなります。
• コアの材質（μ）:
  磁性体の透過率（μ）が高いほどインダクタンスは増加します。従って、鉄のような透過率の高い材料を使用すると、インダクタンスは大きくなります。
• コイルの断面積（A）:
  断面積が広いほどインダクタンスは増加します。断面積が広いと磁束密度が大きくなるためです。

1.2 インダクタンスの役割

• 交流回路でのインピーダンス生成:
  電流の変化に反発する特性を持ち、回路の安定性を高めます。
• 電流変化の抑制:
  電流の急激な変化を抑える働きがあるため、スイッチング回路やフィルタ回路などで重要な役割を果たします。

2. インダクタンスの測定方法

インダクタンスは、製品の特性や周波数帯に応じてさまざまな方法で測定されます。以下に代表的な方法を紹介します。

2.1 LCRメーターによる測定

LCRメーターは、インダクタンス（L）だけでなくキャパシタンス（C）や抵抗（R）も高精度で測定できる計測器です。弊社では、製品のインダクタンス測定においてLCRメーターを活用し、高い信頼性を確保しています。

2.2 インピーダンス法

コイルのインピーダンス（Z）を測定し、その値からインダクタンスを算出します。直流抵抗の測定や交流インピーダンスの測定を組み合わせ、精密な測定が可能です。

2.3 共振周波数法

コイルとコンデンサを組み合わせたLC回路の共振周波数を測定する方法です。この方法は特に高周波測定に適しており、LC回路の特性解析に活用されています。

まとめ

コイルのインダクタンスは、設計や材料選定、巻線構造に強く影響を受ける値です。用途に応じた方法を選ぶことで、より正確な値を取得できます。
正確な測定を行うことは、回路性能の最適化、製品の信頼性向上、設計効率の向上、そして製造品質の管理において重要です。特に高性能が求められる用途では、この工程は欠かせません。

プロネックでは、適切な測定方法と豊富な経験を活かして、インダクタンスの最適化をサポートいたします。コイル設計や生産に関するお悩みがございましたら、ぜひWEB問い合わせフォームよりお気軽にお問い合わせください。