電磁気学：電流と磁場

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電磁気学：電流と磁場/インディックス

オームの法則

電流は電圧に比例するという法則をオームの法則という。
比例定数の逆数を抵抗という。[・・さらに詳しく見る・・]

アンペールの法則

電流とその周囲のリング状の磁場の関係を表した法則をアンペールの法則という。
リング上の磁場Hは、電流Iをリングの円周長lで割ったものとして表現できる。[・・さらに詳しく見る・・]

磁気量の単位Wb(ウェーバー)

1[A]の電流が作るリング状の磁場にそって、磁気を一周させる。
このときの仕事が1[J]だったとき、磁気は1ウェーバー[Wb]と定義する。

磁束の変化は誘導起電力を起こす。
1秒あたりの磁束の変化が1ボルトの起電力を生じた場合、その磁束は1ウェーバー[Wb]である。[・・さらに詳しく見る・・]

ビオ・サバールの法則

ビオ・サバールの法則は、電流の周囲に発生する磁場についての法則である。
ビオ・サバールの法則を積分したものが、アンペールの法則だ。[・・さらに詳しく見る・・]

電磁誘導

磁場にコイルを近づけるとコイルに電流が流れる。
このとき「磁場がコイルに電流を流す」のではなく「磁場の変化がコイルに電流を流す」のだ。
この作用を電磁誘導という。[・・さらに詳しく見る・・]

電磁誘導に関しては、次の二つの法則がある。

電磁石

導線を円筒状にグルグルに巻いたものをコイル(またはソレノイド)という。
このコイルに電流を流すと、磁力線はコイルの一端から出て他端に吸収される。
このため、電流の流れている電磁石は磁石と同じ働きを持つ。
これを電磁石という。

磁力線と磁束

自己誘導と相互誘導

コイルに電流が流れると、磁場が発生する。
この磁場の影響で、コイルに電磁誘導が発生する。
これを自己誘導という。

電流の流れるコイルに、別のコイルを近づけると、このコイルに電磁誘導が発生する。
これを相互誘導という。

自分に起こるのが自己誘導、別のコイルに生じるのが相互誘導である。
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フレミングの左手の法則

電流の周囲には磁場が生成する。
電流の近くに方位磁針があると、電流による磁場と方位磁針の磁場が影響しあう。
この結果、動きやすい方位磁針が動くことになる。

もし、電流が流れる導線が固定されておらず、方位磁針ではなく固定磁石であれば、磁場の影響によって導線が動くことになる。

このとき、導線の受ける力の方向、電流の方向、磁場の方向には規則がある。
この規則をフレミングの左手の法則という。

フレミングの右手の法則

導体が磁束(または磁力線)を横切って動くとき、電磁誘導によってこの導体に起電力が生成される。 このとき、電磁誘導の方向、電流の方向、磁場の方向には規則がある。
この規則をフレミングの左手の右手という。

ローレンツ力

荷電粒子が磁束(または磁力線)を横切って移動するとき、この荷電粒子は磁場から力を受ける。
この力をローレンツ力という。

ローレンツ力は、「磁力線を横切る」ことがポイントである。
磁場中であっても、荷電粒子が磁力線の方向に移動しするときにはローレンツ力は生じない。
この場合は磁力線を横切っていないからだ。

渦(うず)電流

磁場中で金属板を急激に動かすと、電磁誘導が発生しこの金属内に電流が流れる。
この電流は渦(うず)を巻くように流れるので渦電流と呼ぶ。
渦電流は、レンツの法則によって、磁場の変化を妨げる方向に流れる。

電子電流

電荷の移動を電流という。
電荷の担い手が、電子の場合の電流を電子電流という。
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交流

大きさや向きが周期的に変化する電流(または電圧)を交流という。

電磁波

「電場と磁場が交互に発生して伝播していく波」を電磁波という。
目に見える光(可視光)、電波、赤外線、紫外線、Ｘ線などはすべて電磁波である。

電磁波は長い波長(低い周波数)から短い波長(高い周波数)にかけて、

ラジオ波→マイクロ波→テラヘルツ波→赤外線→可視光線→紫外線→Ｘ線→ガンマ線

と名前が変化する。
つまり、これらの名称は電磁波を波長ごと(周波数ごと)に分けた呼び方なのだ。

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