最終更新: 2026-06-15

インダクタに蓄えられるエネルギー

インダクタに電流が流れると磁界が生じ、その磁界がエネルギーを蓄えます。蓄積量はインダクタンスと電流の2乗で決まります。

$$E = \tfrac{1}{2} L I^2$$

ここで $L$ はヘンリー、$I$ はアンペア、$E$ はジュールです。このページでは蓄積エネルギー・インダクタンス・電流のいずれかを求めます。

エネルギーを決めるのは電圧ではなく電流

インダクタはコンデンサの磁気的な対応物です。コンデンサは電圧によってつくられる電界にエネルギーを蓄え $E = \tfrac{1}{2} C V^2$ となり、インダクタは電流によってつくられる磁界にエネルギーを蓄え $E = \tfrac{1}{2} L I^2$ となります。依存するのは $I^2$ なので、電流を2倍にすると蓄えられるエネルギーは4倍になります。

求める量	式
エネルギー	$E = \tfrac{1}{2} L I^2$
インダクタンス	$L = \dfrac{2E}{I^2}$
電流	$I = \sqrt{\dfrac{2E}{L}}$

計算例

$10\ \text{mH}$ のインダクタに $2\ \text{A}$ の定常電流が流れています。

$$\begin{aligned} E &= \tfrac{1}{2} L I^2 \\ &= \tfrac{1}{2} \times 0.01 \times 2^2 \\ &= 0.02\ \text{J} = 20\ \text{mJ} \end{aligned}$$

インダクタンスに10 mH、電流に2 A を入力すると、この結果が再現できます。

蓄積エネルギーが重要な理由

磁界に蓄えられたエネルギーこそが、インダクタを急な電流変化に逆らわせる源です。スイッチが開くと、そのエネルギーはどこかへ向かわざるをえず、崩壊する磁界が電源電圧を大きく上回る電圧を誘起します。リレーやモーターの回路がフリーホイールダイオードやスナバでこれを安全に吸収するのはこのためです。同じ蓄積エネルギーは、LC回路がコンデンサとの間でやり取りして振動を持続させるものでもあります。

適用範囲

この式はインダクタンスが一定の理想的なインダクタを前提としています。強磁性体のコアをもつ実際のインダクタは大電流で磁気飽和を起こし、実効インダクタンスが下がって蓄積エネルギーが $\tfrac{1}{2} L I^2$ に従わなくなることがあります。巻線の抵抗も一部のエネルギーを熱として消費します。大電流や高周波の設計では、インダクタの飽和電流やコア損失の仕様を参照してください。

よくある質問 (FAQ)

インダクタはどれくらいのエネルギーを蓄えますか

インダクタは磁界の中に E = ½·L·I² のエネルギーを蓄えます。L はヘンリー単位のインダクタンス、I はアンペア単位の電流で、エネルギーの単位はジュールです。10 mH のインダクタに2 A を流すと E = ½ × 0.01 × 2² = 0.02 J = 20 mJ になります。エネルギーは電流の2乗に比例するため、電流を2倍にすると蓄積エネルギーは4倍になります。

インダクタのエネルギーはどこに蓄えられますか

エネルギーは、電流がコイルの周囲や内部につくる磁界の中に保持されます。電流が流れ続けるかぎり、その磁界とエネルギーは存在し続けます。回路が急に開かれると磁界が崩壊し、インダクタは電流を維持しようとするため、開いた箇所に大きな電圧スパイクが生じることがあります。

インダクタのエネルギーはコンデンサのエネルギーとどう違いますか

コンデンサは電圧によって駆動され電界の中に E = ½·C·V² のエネルギーを蓄え、インダクタは電流によって駆動され磁界の中に E = ½·L·I² のエネルギーを蓄えます。両者は双対の関係にあり、コンデンサは急な電圧変化に、インダクタは急な電流変化に逆らいます。LC回路ではエネルギーがこの2つの形の間を行き来します。

インダクタを切ると電圧スパイクが生じるのはなぜですか

インダクタは電流の変化に逆らいます。スイッチで電流を遮断すると磁界が急速に崩壊し、V = −L·(dI/dt) に従って電源電圧をはるかに上回ることもある電圧を誘起します。このためリレーやモーターを含む回路では、蓄えられたエネルギーを安全に逃がすフリーホイールダイオードやスナバを設けます。