電流が磁場から受ける力（フレミング左手の法則）
こちらのページでは高校物理における電磁気学の基本である
・電流が磁場から受ける力（フレミング左手の法則）
・平行な二本の電流が磁場から受ける力
・磁束密度Bの補足
について解説しています。
電流が磁場から受ける力（フレミング左手の法則）
磁場の中を電流が横切ると、電流自体に磁場から力が加わります。
そして、電流と磁場、加わる力の関係性は、
みなさん一度は聞いたことがあるであろう「フレミング左手の法則」で表すことができます。
そして、この大きさは以下の式で表すことが出来ます。
F = μHＩl = BＩl と表すことが出来ます。
導線が受ける力、つまり電流が受ける力Ｆは、磁場の大きさH、電流の大きさＩ、
磁場を横切る導線の長さlによって決まります。
μ（ミュー）は透磁率と呼び単位は[N/A^2] 、磁場の空間を埋める物質により変化します。
さらにμHは磁束密度Bのことを表しており、単位は[T（テスラ）]です。
（また、μの単位は[n/A^2]であり、Hは[A/m]であるため、それらを掛け合わせたものと
T（テスラ）との対応を考えてみましょう）
まとめますと下図のようになります。
少し難しい問題では、電流と磁場が直行していないことがあり、
この場合は、直行成分のみを取り出して、上式に当てはめて考えましょう。
（直行成分の取出し図（工事中）
平行な二本の電流が磁場から受ける力
上ではシンプルに一本の導線に磁場からかかる力（電流にかかる力）について解説しました。
次に平行な二本の導線に磁場からかかる力（電流にかかる力）について解説します。
下図のように、平行な二本の導線1、導線2があり、電流が上向きに各々Ｉ1、Ｉ2流れているとします。
二本の導線間の距離はrの時のl m辺りにかかる力について考えていきます。
①片方の導線（今回は導線1とします）に着目し、
この電流Ｉ1により、導線2の位置に発生する磁場H2 = Ｉ1 / 2πr となります。
②次にこの磁場H2と導線2に流れる電流により導線2にかかる力F2 = μH2Ｉ2l = μＩ1Ｉ2l / 2πr となります。
このように、平行な二本の電流が受ける力は
①電流により発生する磁場の考え方
②この電流によりかかる力の考え方
の二つを組み合わせて、解くことができます。 このことを理解しておきましょう！
これらを下図にまとめましたので、是非参考にしてください。
逆に導線2に流れる電流2により発生する磁場H1や、磁場により導線2にかかる力F1も
同じ値となります。
今回の例では、両方とも引き合う方向に力が働きますが、逆向きでは斥力が働くことになります。
磁束密度の補足
磁束密度の詳細については、高校物理の範囲ではあまり扱いません。
そのため、いくつかのポイントのみを丸暗記するだけになってしまいます。
以下にそのポイントをまとめましたので、覚えましょう！
① 磁束密度Bは上述の通りB=μH で表されるもの。
② 電場における電気力線と似たように、
磁束密度Bの意味は単位面積当たり(1m^2)にＢ本の磁束線が存在すること。
③ 単位は[Ｔ（テスラ）]もしくは[Wb（ウェーバー）/m^2]もしくは[N/(A・m)]のこと。
Wbを含むもしくはＡを含む単位で表されることから、電場と磁場が関係していることが
わかりますね。
電流が磁場から受ける力（フレミング左手の法則） 関連ページ
- SI単位（工事中）
- pHとは？pHとpKaの関係
- 密度とは？比重とは？密度と比重の違いは？
- ナノ粒子とかのナノって何なの？SI接頭語のまとめ
- イオンとはそもそも何のこと？その１ イオン発見の歴史と原子の構造と原子番号、質量数
- 電位とは何？電位の定義は？
- 電気と電荷、静電気力
- 電流と電荷、電流と電子
- コンデンサーと交流（工事中）
- 電圧とは何か？電圧のイメージ、電流と電圧の関係（オームの法則）
- 合成抵抗1
- 合成抵抗2（直列と並列が混ざった回路）
- 電力、電力量、ジュール熱
- コンデンサーとは何か？コンデンサーの静電容量
- コンデンサーの合成
- 磁場とは何か？
- 電流と磁場の関係（電流がつくる磁場）
- ローレンツ力
- 電磁誘導とレンツの法則
- ファラデーの電磁誘導の法則
- 各種電磁誘導の問題の演習
- 相互誘導と自己誘導（相互インダクタンスと自己インダクタンス）
- コイルを含む回路、コイルが蓄えるエネルギー（工事中）
- 直流と交流、交流の基礎知識（一部工事中）
- 抵抗、コンデンサーと交流
- コイルと交流、交流のまとめ
- （工事中）色の見え方と化学
- 光のエネルギー
- 物質波とブラッグ反射
- 簡易的な体積の測定方法
- 単位まとめ表
- 図積分とは？
- 脳のシナプスと電圧