右ねじの法則 右手を使えばもう間違わない!

物理 2016.1.28

右ねじの法則で、電流の方向と磁場の方向を間違えて覚えてしまっていませんか?

右ねじの法則はフレミングの法則と違い、場面によって電流の方向と磁場の方向が逆になるので、間違えて覚えてしまっている人が多くいます。

そこで今回は、重要な3つのパターンに分類し、右ねじの法則を紹介します。

磁場の定義がすでに分かっている人は3分、磁場について知識がなくても5分で分かるようになっています!

 

1.磁場とは?

磁石の周りの磁場の中の曲線のことを磁力線と言います。磁力線は、N極から出てS極に入ります。

また、磁気力が作用する空間を磁場と言い、磁場の強さはHで表します。磁力線上の点での接線の向きが、磁場の向きと一致します。

以下が、磁力線と磁場の関係を示した図です。

磁力線

磁力線が密集している程、磁場が強くなります。

 

2.右ねじの法則 3パターン

右ねじの法則は、右ねじを使って、電流と磁場の向きを示す法則です。

今回は、試験中でも迷わないように、右ねじでなく右手を使った電流と磁場の向きを示す方法を紹介します。

3パターンありますので、是非覚えましょう!

①直線電流

電流が流れると、その周りに磁場が発生します。直線電流では、導線と垂直な平面上に、導線を中心とした磁場が出来ます。

直流電流

右手を使って、直線電流の磁場と電流の向きを示したのが以下になります。

右ねじの法則①

直線電流においては、親指が電流の向き、残りの4本の指が磁場の向きを示します。

また、直流電流のつくる磁場の強さH[A/m]は、電流をI[A]、電流からの距離r[m]とすると、以下のように表します。

右ねじ 公式

磁場の大きさは、電流の大きさに比例し、電流からの距離rに反比例します。

 

②円形電流

コイル(円形の導線)に電流を流すと以下のような磁場が出来ます。円の中心部の磁場の向きは、コイルに対して垂直になります。

円形電流

右手を使って、コイルの磁場と電流の向きを示したのが以下になります。

右ねじの法則②

今回も、右ねじの法則を用いて、磁場と電流の方向を示す事が出来ますが、直線電流の時と、指の指すものが逆になるので、注意が必要です。親指が磁場の向き、残りの4本の指が電流の向きを示します。

また、コイルのつくる中心部の磁場の強さHは、電流をI[A]、電流からの距離r[m]とすると、以下のように表します。

右ねじ 公式②

磁場の大きさは、電流の大きさに比例し、電流からの距離に反比例します。

 

③ソレノイド

導線を密に巻いたコイルをソレノイドと言います。ソレノイドの電流と磁場の関係を示したのが以下の図になります。

ソレノイド

右手を使って、ソレノイドの磁場と電流の向きを示したのが以下になります。右ねじの法則③

 

また、ソレノイド内部の磁場の強さHは、電流をI[A]、1m当たりのコイルの巻き数をn回/mとすると、以下のように表します。

右ねじ 公式③

磁場の大きさは、コイルの巻き数と電流に比例します。

 

いかがでしたか?是非、何度も復習してマスターしましょう!


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この記事の執筆者

ニックネーム:受験のミカタ編集部

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