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| ■ 渦電流を利用した大型車や電車の電磁ブレーキ |
運動する物体はどこまでも運動しようとし、静止する物体はいつまでも静止しようとします。力学でおなじみの“慣性の法則”です。電磁気にもこれと同様の働きがあり、磁界変化にさらされた導体は、その変化を妨げようとして、電磁誘導の作用により磁束が生じます。この磁束をつくるのが渦電流です。
わかりやすくいえば、渦電流は導体内部にできるコイルのようなものと考えればよいでしょう。外部の磁界変化に対して、導体は自ら“天然のコイル＝天然の電磁石”となって、磁界変化を妨げようとするのです。
渦電流の働きは大型車や電車などの電磁ブレーキとして利用されています（リターダなどとも呼ばれます）。下り坂などでブレーキを利かせるときなど、電磁ブレーキを補助ブレーキとして使うのです。回転シャフトに取り付けたドラムと非接触に電磁石を配置したのが電磁ブレーキの基本構造。走行中に電磁石を作動させると、回転するドラムは電磁石の磁束の変化を妨げるように渦電流を発生し、回転にブレーキをかけることになります。
電磁ブレーキは非接触なのでディスクなどの部品の磨耗がないのが利点です。では、電磁ブレーキによって速度を落としたとき、その運動エネルギーはいったいどこに消えていったのでしょうか？ エネルギー保存則からいって、無からエネルギーは生ぜず、エネルギーが無に帰することもありません。渦電流の発生によりドラムにはジュール熱が発生します。運動エネルギーは熱に変換されるのです。
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| ■ なぜトランスコアにフェライトが使われるのか？ |
渦電流によって発生する熱を積極的に利用したのが電磁調理器やIH方式の電子炊飯ジャーです。その内部には高周波（周波数の高い交流）を発生するコイルが格納されています。高周波の激しい磁界変化によって、鍋底や釜に渦電流が流れ、それにともなって発生するジュール熱で、調理したり炊飯したりするしくみです。
渦電流はトランスなどにとっては、やっかいな存在です。トランスコアは1次コイルの電流変化に伴う磁束変化を、磁性体のコアによって２次コイルに伝えます。このとき電磁調理器と同じ原理で、コアに渦電流が流れて発熱するのです。これを渦電流損といいます。トランスコアにケイ素鋼などの薄板を積層して使うのは、渦電流の損失を小さくするための工夫です。しかし、高周波ともなると、この工夫も功を奏しなくなり、発熱による損失は急増してしまいます（高周波領域では周波数の2乗に比例する渦電流損が支配的になる）。
そこで高周波で使うトランスやコイルのコア材料として不可欠なのがフェライトです。酸化鉄を主成分とする多結晶体であるフェライトは、金属とちがって電気抵抗値が高いので、発熱ロスを大幅に低減することができるのです。
フェライトは微量添加物や焼成条件の違いにより、さまざまな特性のものがつくれ、無限の可能性を秘めるといわれる電子材料です。TDKのフェライトコアはパソコン、携帯電話、デジタルテレビ、ハイブリッド車など、さまざまな電気・電子機器に多用され、省エネや小型化、性能向上などに貢献しています。
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