電流間力　石井さんの発表
　同方向平行に流れる電流は互いに引き合い、逆平行に流れる電流は退け合う。逆Ω型の真ちゅう線2本を並べて吊し、電流がおよぼし合う力を示すことができる（写真左）。このとき電流は交流でも差し支えないのでスライダックで降圧した交流を使うとよい。
　棒状の電磁石を右手で握り４指の向きに電流を流すと、これに直角に立てた親指はN極を示す。左手ならS極を示すことになる。右の写真のように握った両手を並べると、両手の４指が示す電流は同じ向きになり引き合うことになる。これと同時に、両手の親指が示すNSの磁極が引き合うことと整合する。
　

YPC(その34) 　　　E-146      No342       2012年2月2日（木）

 

 YPC(34回)        KK ナリカ        2011年12月18日(日)  

 

   電流間力

 

�@  電磁気の基本的力関係は電荷による．同種の電荷は退け合い，異種の電荷は引き合う．

　しかし, 平行の電流は力を及ぼし合う． 同向きの電流は引き合い，逆向きの電流は退け合う．　

�A　逆Ω形の真ちゅう線を2本並べて吊し(力が弱いので摩擦を減らすように)，同向きに電流を流すと導線は引き合い, 逆向きに電流を流すと導線は退け合う．　

  導線には, 短時間で強い電流を流したいので, スライダックで減圧した交流を使用するとよい. 交流でもさしつかえない理由を考えてみよう.

�B  鉄芯に導線を巻いて電磁石にする. 鉄芯の上から見て, コイルの電流が反時計回りの時, この鉄芯はN極となり, 時計回りのときにはS極となる.

　棒状の電磁石を右手で握り, 4指の向きに電流を流すと, これに直角に立てた親指は磁石のN極を示す. 左手の場合にはS極を示すことになる.

　右手の親指は(赤い)N極, 左手のそれは(青い)S極とする. 　

�C 上端がN極になるように棒磁石を鉛直に立てる. 磁気の原因が鉄材の電流によるものとすると, その「分子電流」は反時計回りであろう. 

  永久磁石では, その電流がどちら向きであるかを把握するようにしたい. 

�D 上述の手を軽く握った形を＜徳利＞に見立て, 電流を示す4指がボトルのボディーを, 磁極を示す親指が注口（ソソギグチ）の部分を表すと見る.

  両手を揃えて徳利形とすると，両手の4指が示す電流は同じ向きになり，引き合うことになる．これは同時に，並んだ両手の親指の左右の磁極が引き合うことに一致する.　　

  両手で合掌すると, 両手の4指が表す電流は平行で同向き, つまり, 引力を及ぼし合うと同時に, 両手の親指のNとSも接近して引力を示すことになる.

�E　電磁石は空芯では弱い. 殆どの物質の比透磁率は1に近い．それが5000程度の鉄芯の電磁石でも永久磁石に比しては著しく弱い.

  電荷(C):磁荷(Wb):電流(A)の同種間の相互作用は, ほぼ同じ状況では,

  1010   :105     :10.7   程度である.

�F　磁極から噴水状に出ている磁力線φ/μ0を想定する. 2本の磁石の位置関係で，合成された磁力線の模様がどうなるかを考えてみよう．　　　

　磁束(密度)場B, 磁場Hの模様もφでイメージしてみよう.

�G　電流間の電気力は，相対論効果である．ファインマン物理学の�V電磁気学の 13-6 電磁場の相対性　に解説がある.