アンペールの法則
アンペールの法則
大きな磁石に方位磁針を近づけると、方位磁針が動く。
これは大きな磁石の周囲の磁場が方位磁針に影響したからだ。
電流が流れる導線に方位磁針を近づけても、方位磁針が動く。
このことから、電流の周囲にも磁場が生じることが分かる。
磁場の状態は電気力線で表現することができる。
磁石がつくる電気力線はN極から出て、S極に入る。
つまり出口と入り口があるのだ。
ところが、電流の周りの電気力線は入り口も出口もない。
電流の周りをリング状に回転しているのだ。
ネジを締めるときに、ネジを右方向(時計方向)に回転させるとネジが進む。
電流の方向にネジが進むとき、電気力線はネジに同様に右方向(時計方向)に回転するのである。
これをアンペアの右ネジの法則という。
出口も入り口もないことから電流の周囲の磁場には、N極・S極がないことが分かる。
電流を増加すると方位磁針が動きも大きくなる。
電流の大きさと周囲の磁場は比例の関係にあるからである。
電流が一定のまま方位磁針を遠ざけると、方位磁針の動きは小さくなる。
このことから、電流からの距離と周囲の磁場は反比例の関係にあることが分かる。
電流I、距離rと磁場Hの関係を簡単にまとめた式がアンペールの法則だ。
円周の長さは「直径×円周率」、つまり2πrだ。
この2πrを両辺にかけてみよう。
磁場と円周長の積は電流Iに比例することが分かる。
円周長をl、比例定数を1とすれば、磁場Hは電流Iを円周長lで割ったものとして表現できる。
これがアンペールの法則の基本形である
電流の単位は[A]、円周長の単位は[ｍ]である。
電流を円周長で割るのだから、磁場の単位は[A/m]となる。
磁場Hの単位を見て「何で、アンペアをメートルで割るのかな？」と疑問を持つ人がいる。
上記の説明で疑問が解消したことと思う。
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2007/09/07