右ねじの法則で電流と磁界の関係を知る

導線に電流を流すと導線の周りに 磁界 が発生します。

右ねじの法則は 導体やコイルに電流を流したときに、発生する磁界がどの向きになるかを示す法則です。

右ねじの法則はフランスの物理学者アンドレ=マリ・アンペールによって発見された法則です。

右ねじの法則とは

右ねじの法則 は電流と磁気に関する法則で、電磁気学の基本と言われる法則です。

右ねじの法則は アンペールの右ねじの法則 とも言われます。

右ねじの法則とは、電流と磁界の向きに関する法則です。
電流を右ねじが進む方向へ流すと、磁界が右ねじの回転方向に生じるという法則です。

■ 右ねじとは
右ねじとは 右方向(時計方向)に回す と前に進む ねじ のことです。

導体に電流が流れたときの磁界

■ 導体に下向きの電流が流れると、右ねじの法則により磁界は 図のような向きになります。

★ 電流の向きが逆になれば、磁界の向きは反対(反時計方向)になります。

■ 導体にできる磁界の形状
導体に電流が流れると、磁界は図のように同心円状にできます。

■ 電流の向きを表す記号
電流の向きを平面的に表すときには、図のような記号を使います。

■ 磁界の向きと方位磁針
図のように 手前から奥 に向かって電流が流れた時、発生する磁界の向きは時計方向になります。

この時、方位磁針をおくと図のようにN極が磁界の向きになります。

コイルに電流が流れたときの磁界の向き

導線を図のようにぐるぐると巻いたものをコイルといいます。

コイルに電流を流すと磁界が発生します。

電流の向きを変えると磁界の向きも変わります。

この時発生する磁界の向きも、右ねじの法則によって知ることができますが、コイルの場合は次の図のように 右手の法則 を使うとよくわかります。

むずかしい法則ではないので、簡単に覚えられると思いますが、次のような覚え方があります。

右手を握り、図のように親指を向けます。

親指の方向を電流の流れる方向とすると、親指以外の握った方向が磁界の方向になります。

磁界の向きと方位磁針

コイルに図のような向きの電流を流します。

この時方位磁針をコイルの周りにおくと、図のようになります。

これは、ひとつの磁石があるのと同じことになります。

このように電流を流したときに、磁石になるものを 電磁石 といいます。

電磁石には次のような、特徴があります。

  1. 電流を多くすると、磁力が大きくなる。
  2. コイルの巻数を増やすと、磁力が大きくなる。
  3. コイルの中に鉄芯を入れると、磁力が大きくなる。

■ アンペールの周回路の法則

無限長の直線状導体に電流 \(I\) が流れています。

この電流が作る磁界の強さが等しいところをたどり 1 周します。

1周した磁路の長さ \(l\) [m] と 磁界の強さ \(H\) [A/m] の積は、電流 \(I\) [A] に等しくなります。

これを アンペールの周回路の法則 といいます。

\(Hl=I\) (磁界の強さ×磁路の長さ=電流)

以上で「右ねじの法則で電流と磁界の関係を知る」の説明を終わります。