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電流(でんりゅう)がつくる磁界(じかい)

カワウソ先生右(みぎ)ねじの法則(ほうそく)は、電流(でんりゅう)の向(む)きにねじを進(すす)めるとき、ねじを回(まわ)す向(む)きが磁界(じかい)の向(む)き。フレミングの左手(ひだりて)の法則(ほうそく)とは逆(ぎゃく)に、電流(でんりゅう)が磁界(じかい)をつくる向(む)きを決(き)める法則(ほうそく)だよ。

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  1. 電流(でんりゅう)が流(なが)れている導線(どうせん)の周(まわ)りには磁界(じかい)ができる。まっすぐな導線(どうせん)では、導線(どうせん)を中心(ちゅうしん)とした同心円(どうしんえん)状(じょう)の磁界(じかい)になる。
  2. 電流(でんりゅう)の向(む)きと磁界(じかい)の向(む)きの関係(かんけい)は右(みぎ)ねじの法則(ほうそく)で決(き)まる。電流(でんりゅう)の向(む)きにねじを進(すす)めるとき、ねじを回(まわ)す向(む)きが磁界(じかい)の向(む)き。
  3. 導線(どうせん)をコイル状(じょう)に巻(ま)くと磁界(じかい)が重(かさ)なって強(つよ)め合(あ)い、棒(ぼう)磁石(じしゃく)と同(おな)じような磁界(じかい)ができる。巻数(かんすう)や電流(でんりゅう)を増(ふ)やすほど磁界(じかい)は強(つよ)くなる。

詳しく

公式(こうしき)

電流(でんりゅう)が流(なが)れている導線(どうせん)の周(まわ)りには、磁界(じかい)(磁力(じりょく)がはたらく空間(くうかん))ができる。磁界(じかい)の向(む)きは、磁力線(じりょくせん)の向(む)き(N極(きょく)からS極(きょく)へ向(む)かう向(む)き)で表(あらわ)す。

まっすぐな導線(どうせん)に電流(でんりゅう)を流(なが)すと、導線(どうせん)を中心(ちゅうしん)とした同心円(どうしんえん)状(じょう)の磁界(じかい)ができる。電流(でんりゅう)の向(む)きと磁界(じかい)の向(む)きの関係(かんけい)は、右(みぎ)ねじの法則(ほうそく)で決(き)まる。電流(でんりゅう)の向(む)きにねじを進(すす)めるとき、ねじを回(まわ)す向(む)きが磁界(じかい)の向(む)きになる。

導線(どうせん)をコイル状(じょう)に巻(ま)くと、コイルの内側(うちがわ)で1本(ほん)1本(ほん)の導線(どうせん)がつくる磁界(じかい)が重(かさ)なり合(あ)って強(つよ)め合(あ)う。コイルがつくる磁界(じかい)は、1本(ほん)の棒(ぼう)磁石(じしゃく)がつくる磁界(じかい)と同(おな)じような形(かたち)になる。

電流が奥へ進むとき、磁界は時計回りになるAsatte Studio(Manazoo)/オリジナル(コードで作図)

例題(れいだい)

例題(れいだい)1:まっすぐな導線(どうせん)を上(うえ)から見(み)て、電流(でんりゅう)が手前(てまえ)から奥(おく)へ流(なが)れているとき、導線(どうせん)の周(まわ)りの磁界(じかい)の向(む)きはどちらか。右(みぎ)ねじの法則(ほうそく)で、電流(でんりゅう)の向(む)き(奥(おく)へ進(すす)むねじ)に合(あ)わせてねじを回(まわ)す向(む)きを考(かんが)えると、磁界(じかい)は上(うえ)から見(み)て時計(とけい)回(まわ)りになる。

例題(れいだい)2:コイルの巻数(かんすう)を増(ふ)やす、または流(なが)す電流(でんりゅう)を大(おお)きくすると、コイルの内側(うちがわ)の磁界(じかい)は強(つよ)くなっていく。コイルの中(なか)に鉄(てつ)の棒(ぼう)(鉄心(てっしん))を入(い)れると、鉄(てつ)が磁化(じか)されてさらに磁界(じかい)が強(つよ)くなる。

この性質(せいしつ)を利用(りよう)したものが電磁石(でんじしゃく)で、電流(でんりゅう)の向(む)きを変(か)えるとN極(きょく)とS極(きょく)が入(い)れ替(か)わり、電流(でんりゅう)を切(き)ると磁界(じかい)も消(き)える。モーターや電磁(でんじ)リレーなどに使(つか)われている。

コイルは棒磁石と同じような磁界をつくるAsatte Studio(Manazoo)/オリジナル(コードで作図)

なぜそうなるか

磁界(じかい)の向(む)きが右(みぎ)ねじの法則(ほうそく)で決(き)まるのは、電流(でんりゅう)の周(まわ)りにできる磁界(じかい)の向(む)きが、実験(じっけん)でいつも一定(いってい)の規則(きそく)に従(したが)うことが確(たし)かめられているため。

コイルで磁界(じかい)が強(つよ)め合(あ)うのは、1本(ほん)の導線(どうせん)がつくる同心円(どうしんえん)状(じょう)の磁界(じかい)が、隣(となり)どうしのループで同(おな)じ向(む)きに重(かさ)なり合(あ)うから。巻数(かんすう)を増(ふ)やすほど重(かさ)なる磁界(じかい)の数(かず)が増(ふ)え、全体(ぜんたい)の磁界(じかい)が強(つよ)くなる。

フレミングの左手(ひだりて)の法則(ほうそく)(新しいタブで開きます)(同(どう)単元(たんげん))は、磁界(じかい)の中(なか)を流(なが)れる電流(でんりゅう)が受(う)ける力(ちから)の向(む)きを決(き)めるもの。このページの右(みぎ)ねじの法則(ほうそく)は、逆(ぎゃく)に電流(でんりゅう)が磁界(じかい)をつくる向(む)きを決(き)めるもので、2つの法則(ほうそく)は原因(げんいん)と結果(けっか)が逆(ぎゃく)の関係(かんけい)にある。

確認問題

問題 1 / 4右(みぎ)ねじの法則(ほうそく)で、ねじを進(すす)める向(む)きに合(あ)わせるのは何(なに)の向(む)きか。

確認問題(解答用紙)

この問題を端末で解くための QR コード

スマホやタブレットで読み取ると、この問題をその場で解けます。

https://manazoo.com/science/magnetic-field-from-current/?from=print#quiz

  1. 右(みぎ)ねじの法則(ほうそく)で、ねじを進(すす)める向(む)きに合(あ)わせるのは何(なに)の向(む)きか。

    • ◯ 力(ちから)の向(む)き
    • ◯ 電流(でんりゅう)の向(む)き
    • ◯ 磁界(じかい)の向(む)き
    • ◯ 導線(どうせん)の太(ふと)さ

    正解:電流の向き
    電流(でんりゅう)の向(む)きにねじを進(すす)めるとき、ねじを回(まわ)す向(む)きが磁界(じかい)の向(む)きになる。

  2. まっすぐな導線(どうせん)に電流(でんりゅう)を流(なが)すと、周(まわ)りにできる磁界(じかい)の形(かたち)はどれか。

    • ◯ 導線(どうせん)から放射状(ほうしゃじょう)に外(そと)へ広(ひろ)がる
    • ◯ 導線(どうせん)を中心(ちゅうしん)とした同心円(どうしんえん)状(じょう)
    • ◯ 導線(どうせん)と平行(へいこう)な直線(ちょくせん)状(じょう)
    • ◯ 磁界(じかい)はできない

    正解:導線を中心とした同心円状
    まっすぐな導線(どうせん)のまわりには、導線(どうせん)を中心(ちゅうしん)とした同心円(どうしんえん)状(じょう)の磁界(じかい)ができる。

  3. コイルの内側(うちがわ)の磁界(じかい)を強(つよ)くする方法(ほうほう)として正(ただ)しいものはどれか。

    • ◯ コイルを引(ひ)き伸(の)ばす
    • ◯ 巻数(かんすう)を増(ふ)やす
    • ◯ 導線(どうせん)を太(ふと)くする
    • ◯ 流(なが)す電流(でんりゅう)を小(ちい)さくする

    正解:巻数を増やす
    巻数(かんすう)を増(ふ)やす、電流(でんりゅう)を大(おお)きくする、鉄心(てっしん)を入(い)れることで、コイルの磁界(じかい)は強(つよ)くなる。

  4. 電流(でんりゅう)を流(なが)したコイルがつくる磁界(じかい)の形(かたち)は、何(なに)に近(ちか)いか。

    • ◯ 導線(どうせん)の表面(ひょうめん)だけの磁界(じかい)
    • ◯ 磁界(じかい)はできない
    • ◯ 点(てん)状(じょう)に集(あつ)まった磁界(じかい)
    • ◯ 1本(ほん)の棒(ぼう)磁石(じしゃく)がつくる磁界(じかい)

    正解:1本の棒磁石がつくる磁界
    コイルの磁界(じかい)は、1本(ほん)の棒(ぼう)磁石(じしゃく)がつくる磁界(じかい)と同(おな)じような形(かたち)になる。

単元のポイント

  • 磁界(じかい) 磁力(じりょく)がはたらく空間(くうかん)。磁力線(じりょくせん)の向(む)きはN極(きょく)からS極(きょく)
  • 右(みぎ)ねじの法則(ほうそく) 電流(でんりゅう)の向(む)きにねじを進(すす)めるとき、ねじを回(まわ)す向(む)きが磁界(じかい)の向(む)き
  • まっすぐな導線(どうせん) 導線(どうせん)を中心(ちゅうしん)とした同心円(どうしんえん)状(じょう)の磁界(じかい)ができる
  • コイル 棒(ぼう)磁石(じしゃく)と同(おな)じような磁界(じかい)ができ、巻数(かんすう)や電流(でんりゅう)を増(ふ)やすと強(つよ)くなる
問題を解く
単元のポイント
  • 磁界(じかい) 磁力(じりょく)がはたらく空間(くうかん)。磁力線(じりょくせん)の向(む)きはN極(きょく)からS極(きょく)
  • 右(みぎ)ねじの法則(ほうそく) 電流(でんりゅう)の向(む)きにねじを進(すす)めるとき、ねじを回(まわ)す向(む)きが磁界(じかい)の向(む)き
  • まっすぐな導線(どうせん) 導線(どうせん)を中心(ちゅうしん)とした同心円(どうしんえん)状(じょう)の磁界(じかい)ができる
  • コイル 棒(ぼう)磁石(じしゃく)と同(おな)じような磁界(じかい)ができ、巻数(かんすう)や電流(でんりゅう)を増(ふ)やすと強(つよ)くなる