理想的な変圧器の動作原理に関する解説-教職志望者のための理科教科書補足ノートII-

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  • Explanation of an Operation Principle of an Ideal Transformer for Voltage: Supplemental Information on Science Textbooks in Japanese School Curriculums for Prospective Teachers II

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抄録

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高等学校理科(物理分野)では,理想的な変圧器において,(1)電イルの巻数の比に等しい」と教わる。また,(2)と(ただし,理想的な変圧器の動作原理に関する解説 -教職志望者のための理科教科書補足ノートII-串くし田だ 一かず雅まさ 理数情報教育系(理数情報部門) (2023年 4 月27 日 受付) 抄録:高等学校理科(物理分野)では,理想的な変圧器において,(1)「一次側回路と二次側回路のコイルの両端にかかる電圧の大きさの比はそれぞれのコイルの巻数の比に等しい」と教わる。また,(2)「V1・I1=V2・V2が成立する」と教わることが多い(ただし,V1,I1およびV2,I2は,それぞれのコイルの両端の電圧の実効値,これらのコイルに流れる電流の実効値)。しかし,高校物理の知識の範囲で,(2)を導出することは不可能である。そこで,本稿では,電磁気学の知識を用いて,理想的な変圧器の動作原理を解説し(2)の導出を目指す。本稿は,教職志望者のために,この導出過程を提示した理科教科書補足ノートである。

Physics textbooks for Japanese high school curriculum describe how an ideal transformer for voltage works. In an ideal transformer for voltage, (1) a voltage ratio equals to that of turn numbers in primary and secondary coils and (2) the formula V1I1=V2I2 is established (V1I1 and V2I2 are effective values of voltage and current in primary and secondary coils, respectively). However, the derivation of the formula is not written in these textbooks. This paper gives such supplemental information on “an operation principle of an ideal transformer for voltage" to prospective teachers.

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