図１のように、導体を筒状に巻いたものをコイルまたはインダクタンスという。このようなコイルに直流電流を流すと磁気を帯びて、弱い磁石になる。磁気が影響している空間を磁界といい、磁力線を用いて表している。したがって、磁力線は磁界の方向，強さなどを表している。そして、この磁力線の束を磁束と呼ぶ。磁束の記号はΦで表し、単位は［Ｗｂ］である。

　コイルが１回巻きのときに生じる磁束をφ［Ｗｂ］とするとき、Ｎ回巻きのコイルに生じる磁束Φ［Ｗｂ］は次式で表される。

　　　　　　　　　　（１）

　また、コイルに電流Ｉ［Ａ］を流したとき、コイルに生じる磁束Φ［Ｗｂ］は次式で表される。

　　　　　　　　　　（２）

　ここで、Ｌをコイルのインダクタンスといい、単位は［Ｈ］である。コイルに１［Ａ］の電流を流したとき、コイルに生じる磁束が１［Ｗｂ］であるとき、インダクタンスの大きさは１［Ｈ］である。

　ここで、（１），（２）式より次式が得られる。

　　　　　　　　　　（３）

　コイルに直流電源を加えると、電流は瞬時に一定値を示し、コイル端子間の電圧は、はじめ電源電圧を示すが、その後瞬間的に０［Ｖ］となる。したがって、コイルは直流電流が流れていてもコイルの端子間には電圧は生じない。しかし、電流が変化するとその変化の割合に比例した電圧が発生するという性質を有している。

　コイルに交流電流を流すと、コイル端子間には電圧を生じる。この電圧は、コイルの電流を妨げようとしうる性質を持っている。これを誘導リアクタンスといい記号Ｘ_Ｌ，単位［Ω］で表す。

　誘導リアクタンスＸ_Ｌ［Ω］と周波数ｆ［Ｈｚ］およびインダクタンスＬ［Ｈ］には次式が成り立っている。

　　　　　　　　　　（４）

　　　　　　　　　　（５）

さらに、コイルに交流電圧を加えたとき、流れる電流の位相は電圧の位相よりπ／２［ｒａｄ］だけ遅れる。

　　誘導リアクタンス：［Ω］　　　　　（６）

　　　（ａ）電圧を基準：［Ｖ］　　　　　（７）

　　　　　　　　　　　［Ａ］　　　　　（８）

　　　（ｂ）電流を基準：［Ｖ］　　　　　（９）

　　　　　　　　　　　［Ａ］　　　　　（１０）

　　　　　　　　　　　　　　　　（１１）

　　　　（�@）Ｌ＝１００［ｍＨ］におけるＸ_Ｌ（縦軸）とｆ（横軸）の関係

　　　　（�A）ｆ＝３．０［ｋＨｚ］におけるＸ_Ｌ（縦軸）とＬ（横軸）の関係

　（�@）において、Ｘ_Ｌとｆの関係は、周波数の増加にともない、誘導リアクタンスＸ_Ｌは増加することがグラフより読み取ることができる。そして、理論値の関係は（４）式からも、このことがいえるように、比例関係であるといえる。

　（�A）において、Ｘ_ＬとＬの関係についても上記と同じことがいえると考えられる。

　図１に示すＲＬ直列回路において、交流電流Ｉ＝Ｉ∠０［Ａ］が流れているとき抵抗Ｒ（ＡＢ間）の電圧は次式で表される。

　　　　　　　　　　（１２）

　電圧Ｖ_Ｒ［Ｖ］は電流Ｉと同位相であるからベクトル式で表すと

　　　　　　　　　　（１３）

　コイルＬ（ＢＣ間）の電圧Ｖ_Ｌ［Ｖ］は、誘導リアクタンスＸ_Ｌとすると次式で表される。

　　　　　　　　　　（１４）

　電圧Ｖ_Ｌは電流Ｉより位相がπ／２［ｒａｄ］だけ進むことから、ベクトルの式は次式で表される。

　　　　　　　　　　（１４）

　　　　　　　　　　（１５）

　（８）式より電圧Ｖ［Ｖ］の大きさは次式で表される。

　　　　　　　　　　（１６）

　ここで、Ｚ［Ω］はＲＬ直列回路におけるインピーダンスといい次式で表される。

　　　　　　　　　　（１７）

　　　　　［ｒａｄ］　　　　　（１８）

　ＲＬ直列回路におけるインピーダンスＺ［Ω］，位相角φ［ｒａｄ］等の理論値を求め、実験により検証するために以下の手順で実験を行う。

（１３）インダクタンスＬ＝５０［ｍＨ］のコイルに直流電流Ｉ＝１０［ｍＡ］を流したとき、コイルに生じる磁束Фを求める。

（１７）周波数ｆ＝１２［ｋＨｚ］，電圧Ｖ＝１６［Ｖ］の交流電源にコイルを接続して電流Ｉ＝３［ｍＡ］を流すにはコイルのインダクタンスをいくらにすればよいか求める。