ForHosting KIT · 開発者向けツール

コイル結合係数計算

この計算ツールは、2つのコイルが磁気的にどの程度強く結合しているかを求めます。相互インダクタンスと各コイルの自己インダクタンスを同じ単位で入力すると、k = M / sqrt(L1 × L2)を適用します。結果はゼロから1までの無次元係数と、確認しやすい百分率で表示されます。変圧器の測定確認、巻線配置の比較、結合インダクタの特性評価、回路シミュレーション前の測定値検証にご利用いただけます。

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結合係数から分かること

結合係数は、一方のコイルが生じる磁束のうち、もう一方のコイルにも鎖交する割合を表します。ゼロに近い値は磁気的な相互作用が弱いことを示し、1に近い値は関係する磁束のほぼすべてが共有されていることを示します。比率であるため単位はなく、大きさが大幅に異なる部品同士でも比較できます。この計算では相互インダクタンスの大きさを使用するため、出力は巻線の極性ではなく結合の強さを表します。回路方程式ではドット規約や巻線方向によって相互インダクタンスに符号が付く場合がありますが、その符号は物理的な結合の大きさを変えません。表示される百分率は係数を百倍した値です。比較結果を伝える際には便利ですが、回路モデルへ通常入力するのは無次元の係数です。実際のコイルには漏れ磁束があるため、完全結合は一般的な測定結果ではなく理想的な限界となります。

インダクタンス値を正しく入力する方法

相互インダクタンスMと2つの自己インダクタンスL1、L2は、すべて同じ単位で入力してください。項目の説明ではヘンリーを案内していますが、3つの数値で単位が統一されていれば、比率の計算時に相殺されるため、ミリヘンリーやマイクロヘンリーも使用できます。6ミリヘンリーと0.01ヘンリーを、共通の尺度へ換算せずに混在させないでください。2つの自己インダクタンスは正の値である必要があり、相互インダクタンスにはゼロを指定できます。受動的なコイル対では、Mの大きさは幾何平均sqrt(L1 × L2)を超えません。それを超える値は係数が1より大きくなるため拒否され、通常は単位換算、転記、または測定の誤りを示します。互いに整合する試験条件で測定した値をご使用ください。周波数、周辺の磁性材料、コア位置、測定器の設定は観測されるインダクタンスに影響するため、異なる条件の数値を組み合わせると、数式上は有効でも実験上は誤解を招く結果になる場合があります。

結果の解釈と活用方法

算出した係数は、変圧器、結合インダクタ、共振結合、ワイヤレス電力伝送のモデル入力としてご利用ください。たとえば、M = 6 mH、L1 = 10 mH、L2 = 40 mHの場合、係数は0.3、百分率では30パーセントです。この数値は磁気的な結合を示すものであり、効率ではありません。結合が強くても、銅損、コア損失、スイッチング損失、負荷整合、周波数、形状などによって電力伝送効率は低下します。反対に、共振回路網と負荷を適切に選べば、結合が中程度の設計でも有用です。試作品を比較するときは、測定方法と周波数を一定に保ち、kを抵抗値および品質係数と併せて記録してください。この決定論的な計算は自動検証にも適しています。試験システムから測定インダクタンスを送信し、返された係数を保存して、設計公差を外れた値に印を付けられます。APIリクエストの料金は$0.002で、同じ計算をネットワーク依存の処理なしにブラウザでも実行できます。

活用例

変圧器の試作品を特性評価

測定した相互インダクタンスと自己インダクタンスを比較可能な値に変換し、漏れや損失の評価に役立てます。

結合インダクタモデルの入力を検証

シミュレータへ入力する前に、実験室の測定値から物理的に有効な係数が得られることを確認します。

コイル配置試験を比較

間隔、位置合わせ、コア位置の変化が2つのコイル間の磁気結合に与える影響を数値化します。

よくある質問

どの計算式を使用しますか？

k = M / sqrt(L1 × L2)を使用します。Mは相互インダクタンス、L1とL2は各コイルの自己インダクタンスです。

3つの値はすべてヘンリーで入力する必要がありますか？

いいえ。3つの値すべてで同じ単位を使用すれば、どのインダクタンス単位でも計算できます。

結合係数がゼロから1までなのはなぜですか？

受動的なコイル対では、相互インダクタンスの大きさが2つの自己インダクタンスの幾何平均を超えないためです。大きな結果は通常、単位または測定条件の不一致を示します。

結合係数と効率は同じですか？

同じではありません。結合は磁気的な鎖交を表し、効率は巻線抵抗、コア損失、周波数、負荷整合などの損失にも左右されます。

APIリクエストの料金はいくらですか？

APIリクエスト1回につき$0.002です。ブラウザ上の操作画面でも計算をご利用いただけます。

開発者向け — APIアクセス

このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。

エンドポイント

POSThttps://api.kit.forhosting.com/elec/coupling-coefficient

Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。

お使いのスタックから呼び出す

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/elec/coupling-coefficient \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"mutual_inductance":0.006,"self_inductance_1":0.01,"self_inductance_2":0.04}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/elec/coupling-coefficient", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "mutual_inductance": 0.006,
    "self_inductance_1": 0.01,
    "self_inductance_2": 0.04
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/elec/coupling-coefficient",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "mutual_inductance": 0.006,
    "self_inductance_1": 0.01,
    "self_inductance_2": 0.04
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/elec/coupling-coefficient", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"mutual_inductance":0.006,"self_inductance_1":0.01,"self_inductance_2":0.04}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"mutual_inductance":0.006,"self_inductance_1":0.01,"self_inductance_2":0.04}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/elec/coupling-coefficient", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)

リクエスト例

{
  "mutual_inductance": 0.006,
  "self_inductance_1": 0.01,
  "self_inductance_2": 0.04
}

レスポンス例

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "elec.coupling_coefficient",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。

料金

1リクエストあたり$0.002

単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。

エラー

HTTP	コード	意味
`401`	`unauthorized`	APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。
`402`	`insufficient_balance`	残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。
`404`	`unknown_type`	指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。
`429`	`rate_limited`	リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。

KITの完全なドキュメントを見る →