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。
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。
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