電流(でんりゅう)が磁場(じば)から受(う)ける力(ちから)

磁場(じば)（磁束密度(じそくみつど)（新しいタブで開きます）$B$）の中(なか)に置(お)かれた長(なが)さ$l$の導線(どうせん)に電流(でんりゅう)$I$を流(なが)すと、導線(どうせん)は磁場(じば)から力(ちから)を受(う)ける。磁場(じば)と電流(でんりゅう)の向(む)きが垂直(すいちょく)なとき、力(ちから)の大(おお)きさは$F=IBl$である。磁場(じば)と電流(でんりゅう)のなす角(かく)が$\theta$のときは$F=IBl\sin\theta$になる。

力(ちから)の向(む)きは、電流(でんりゅう)の向(む)きを中指(なかゆび)、磁場(じば)の向(む)きを人差(ひとさ)し指(ゆび)に合(あ)わせたときに親指(おやゆび)が指(さ)す向(む)きになる（フレミングの左手(ひだりて)の法則(ほうそく)。中学(ちゅうがく)で学(まな)んだ向(む)きの決(き)め方(かた)と同(おな)じ）。

2本(ほん)の平行(へいこう)な導線(どうせん)に、電流(でんりゅう)$I_1$、$I_2$をそれぞれ流(なが)すと、互(たが)いの電流(でんりゅう)がつくる磁場(じば)（新しいタブで開きます）から力(ちから)を受(う)け合(あ)う。真空中(しんくうちゅう)（空気中(くうきちゅう)もほぼ同(おな)じ）で考(かんが)えると、導線(どうせん)1から距離(きょり)$r$の位置(いち)の磁束密度(じそくみつど)は$B=\mu_0\dfrac{I_1}{2\pi r}$なので、導線(どうせん)2（長(なが)さ$l$）が受(う)ける力(ちから)は$F=I_2Bl=\dfrac{\mu_0I_1I_2l}{2\pi r}$となる。

向(む)きは、同(おな)じ向(む)きの電流(でんりゅう)どうしは引(ひ)き合(あ)い、逆(ぎゃく)向(む)きの電流(でんりゅう)どうしは反発(はんぱつ)し合(あ)う。

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例題(れいだい)1：磁束密度(じそくみつど)0.50Tの磁場(じば)に垂直(すいちょく)に置(お)いた長(なが)さ0.20mの導線(どうせん)に4.0Aの電流(でんりゅう)を流(なが)すと、受(う)ける力(ちから)の大(おお)きさは$F=IBl=4.0\times0.50\times0.20=$0.40N。

例題(れいだい)2：磁束密度(じそくみつど)2.0Tの磁場(じば)と30°の角(かく)をなす向(む)きに置(お)いた長(なが)さ0.50mの導線(どうせん)に6.0Aの電流(でんりゅう)を流(なが)すと、受(う)ける力(ちから)の大(おお)きさは$F=IBl\sin\theta=6.0\times2.0\times0.50\times0.50=$3.0N（$\sin30°=0.50$）。

例題(れいだい)3：真空中(しんくうちゅう)、間隔(かんかく)0.20mで平行(へいこう)に張(は)った2本(ほん)の導線(どうせん)に、同(おな)じ向(む)きに3.0Aずつの電流(でんりゅう)を流(なが)すと、導線(どうせん)1mあたりに働(はたら)く力(ちから)は$\dfrac{F}{l}=\dfrac{\mu_0I_1I_2}{2\pi r}=\dfrac{4\pi\times10^{-7}\times3.0\times3.0}{2\pi\times0.20}=$9.0×10⁻⁶N/m。同(おな)じ向(む)きの電流(でんりゅう)なので、2本(ほん)の導線(どうせん)は引(ひ)き合(あ)う。

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この力(ちから)の大(おお)きさから、かつて1A（アンペア）は「真空中(しんくうちゅう)で1m離(はな)して平行(へいこう)に張(は)った無限(むげん)に長(なが)い2本(ほん)の導線(どうせん)に同(おな)じ向(む)きに1Aずつ電流(でんりゅう)を流(なが)したとき、導線(どうせん)の長(なが)さ1mあたりに$2\times10^{-7}$Nの力(ちから)がはたらく」ように定(さだ)められていた（現在(げんざい)は別(べつ)の方法(ほうほう)で定義(ていぎ)される）。

モーターの回転(かいてん)も、この力(ちから)で説明(せつめい)できる。磁場(じば)の中(なか)に置(お)かれたコイルに電流(でんりゅう)を流(なが)すと、コイルの両側(りょうがわ)の導線(どうせん)が反対(はんたい)向(む)きの力(ちから)を受(う)けて回転(かいてん)する。