磁石という用語は、物理学において他の磁性材料を引き付けたり反発したりする磁場を作り出すあらゆる材料を指します。磁石が分極している場合は常に、N 極と S 極と呼ばれる 2 つの極があります。これらの 2 つの極は常に一緒にあり、分離することはできません。したがって、磁石を自由に吊るすと、磁北極は地球の地理的な北極を指します。
冷蔵庫に加えて、磁石はラジオやステレオ ヘッドフォン、オーディオ プレーヤーやビデオ テープ プレーヤー、子供のおもちゃ、プリンターのハード ドライブ、フロッピーなどにも使用されています。とりあえず、電流が流れる直線導体によって生成される磁場に移る前に、磁場、磁力線、ソレノイドなどのいくつかの重要な単語を復習しましょう。
磁場
磁場は、磁気双極子と移動する電荷によって作成される力場であり、磁場源の近くにある他の移動する電荷と磁気双極子に力を加えます。
これは、磁石、電流、または磁力を測定できる移動電場の存在下で存在するベクトル場であり、磁場ベクトル場としても知られています。磁場は、電荷の移動と、スピンとして知られる基本的な量子特性に整列した基本的な粒子の固有の磁気モーメントによって作成されます。
磁場には大きさと方向の両方があるため、磁場はベクトル量と見なされます。
これは文字 B で表されます。
テスラは磁場強度 (T) の SI 単位です。
磁力線
磁力線は、磁石の周りに描かれた想像上の線であり、磁石を囲む連続した閉じたループです。特定の点での全磁場の方向は、その位置で磁力線の接線を見ることによって決定できます。
磁石は双極子であるため、磁力線には始点と終点が必要です。これは、電流が N 極で始まり、棒磁石の外側の S 極で終わることを意味し、磁石の内側にある間にこれら 2 つの極の間を行き来します。
磁場の相対的な強さは、磁力線の近さを観察することによって決定できます。つまり、線が近いほど磁場が強いことを示し、逆の場合も同様です。磁石の極の近くに密集している磁力線は、より強力です。
磁力線には特定の特徴があります。
磁場の限界を超えることはなく、磁力線の深さは磁場の強さを示します。多くの場合、磁力線は閉ループであり、北極から発生または北極で始まり、南極で終わる磁力線が頻繁に見られます。
通電導体によって生成される磁場の方向を決定するための最良の方法は何ですか?
電流が流れる直線の導体に電流が流れると、導体の周囲に磁場が発生します。通電導体の各ポイントには、同心円の形をした磁力線があり、磁力線で表されます。マクスウェル コークスクリュー ルールと呼ばれることが多い右手の親指の法則を使用すると、直線導体を流れる電流の方向に対して磁界がどの程度広がるかを判断できます。
マクスウェル コークスクリュー ルール
電流が流れている導体を親指をまっすぐに伸ばしたまま右手で持ち、電流の方向が親指の方向にある場合、他の指を巻き付ける方向によって磁場の方向が明らかになります。 /P>
電流を運ぶ直線導体の周囲の磁場は?
電流を運ぶ直線導体を取り囲む磁力線は同心円であり、円の中心は導体上にあります。クランプの助けを借りて、鉄粉を散らした滑らかな厚紙を水平に固定します。電流の磁気効果は、使用中の電流の最も重要な効果の 1 つであり、その用途がなければ、現代の世界でモーターを使用することはできません。導体を流れる電流は、発生する磁場の強さに影響を与えます。パンチングされたボール紙の中央にある穴に、まっすぐなワイヤーを通します。
ワイヤーの両端をバッテリーに接続することでワイヤーに電流が流れ、電気を通すことができます。ダンボールを軽くたたいてみると、鉄粉が同心円状に並んでいるという意外な結果に。通電導体はその周囲に磁場を生成します。これは、導体に磁力線または磁力線を引くことで視覚化できます。
次のシナリオを考えてみましょう:直線が紙面を通り、紙面に垂直であるため、磁場の方向を決定できます。コンパスの針を配置すると、針はその軸が導体の中心を中心とする円形フィールドに常に接するように静止します。電流が内側に流れているとき、導体の周りの磁場は時計回りに動いているように見えます。
電流の向きを逆にする、つまり外向きにすると、コンパスの針の磁極の向きも変わり、磁場の向きが変わったことを示します。それは今、導体と反対の方向に進んでいます。右手のコルク抜きの法則としても知られるマクスウェルの右手の把握法則は、導電性物体の周囲の磁力線の方向を決定するために使用されます。このようにして、磁場の方向が導体を流れる電流に依存することを実証できます。
結論
観測可能な磁場は、磁石、電流、または変化する電場の近くに存在するベクトル場であり、磁力が検出される可能性があります。磁場は、電荷の移動と基本的な粒子の固有の磁気モーメントによって形成され、スピンとして知られる基本的な量子特性と結合して磁場を生成します。相互接続されていることに加えて、磁場と電場はどちらも、自然の 4 つの基本的な力の 1 つである電磁力の構成要素です。
