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電流が磁界から受ける力

電流が磁界から受ける力

「電流は磁界から力を受け、その力の向きに関してフレミングの法則が成り立つ」ということを中学理科で学びました。

ここでは、電流が磁界から受ける力の大きさを考えます。



磁界 H [A/m] に垂直な導線に電流 I [A] を流したとき、磁界中の導線の長さ l [m] の部分が磁界から受ける力の大きさ F [N]は:

と表されます。

μ(ギリシャ文字のミューの小文字)は、周囲の物質の種類によって決まる比例定数であり、単位は [N/A^2] (ニュートン毎平方アンペア)です。

このμのことを、その物質の「透磁率(とうじりつ);permeability)」といいます。


より一般的に、磁界と電流が垂直でない場合を考えます。

磁界と電流のなす角をθとすると、磁界に垂直な電流の成分は「I sinθ」と表すことができます:

したがって、電流が磁界から受ける力Fは:

と表されます。

θ=90°のとき、sinθ=1 なので、上で紹介した式に一致します。

また、θ=0°、すなわち、磁界と電流が平行なとき、F=0 なので、電流は磁界から力を受けません。
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