6.5 電流と磁界（p181） 磁石と磁界 電流と磁界 ローレンツ力 電磁誘導と発電 6.5.1 磁石と磁界 磁界 → Ｎ極からＳ極に向かって出来る 磁界中のＮ極 → 磁界と同じ向きに力を受ける 磁界中のＳ極 → 磁界と反対向きに力を受ける 磁界のようす → 磁力線 6.5.1 磁石と磁界 磁石 鉄を引きつける 北の方角を知る（古代中国） 北を向く → Ｎ極，南を向く → Ｓ極 磁気力 Ｎ極とＳ極 同符号の極 → → 引力 反発力 問6-37 磁石のN極と S極 の間には引力 がはたらく．棒磁石を水平に糸で吊し たとき，北を向くのは N 極である． すなわち、地磁気は 南 極から北極向 きにできている． 問6-38 磁石の作る磁力線は N 極から 出て S 極に向かうが，磁石の内部で途 切れることなく， S 極から N 極向き に貫通している． 6.5.2 いろいろな磁性体 電子の自転（＝スピン），電流，運動電荷 磁性体（Fe，Co，Ni）原子が磁石 磁性体でない原子→左右回りの自転電子が ペア 6.5.2 いろいろな磁性体 磁性体の原子 ・ペアになる電子を持たない ・同じ向きに自転している電子のペア 磁区 → 原子磁石が整列した小さなブロック ・磁石は磁区の向きが揃っている。 ・熱すると磁区の向きがバラバラになるため磁 性を失う（原子自体の磁性は無くならない） 1 問6-39 磁石を熱すると磁性を失うのは 磁区 の向きがバラバラになるため である． 問6-40 N極だけの磁石を作ることは出 来ないことを説明せよ． 磁界は原子のもつ電子の自転や公転に よって生じるので、原子自体がN極と S極を持つ小さな磁石になっている。 したがって、磁石を原子１個まで分割 しても、N極とS極が対になっている。 6.5.3 電流の作る磁界 6.5.3 電流の作る磁界 電流を取り巻くように円形の磁界が作られる ソレノイド → 導線を円筒形に巻いたもの 単位長さ当たりの巻き数 n〔回/m〕の長い ソレノイドに電流 I〔A〕を流したとき，ソ レノイド内部の磁界の強さ H〔A/m〕 磁界の向き：電流に対し右ねじの向き 磁界の強さ I〔A〕の無限直線電流から r〔m〕だけ離れた点の 磁界の強さ H〔A/m〕 H r H nI I 2r 電流 I H 6.5.3 電流の作る磁界 電荷が運動するとき磁界が生ずる → 電界の変化（電気力線の移動）に よって磁界が出来る 電流（電荷の移動）による磁界は電流 を取り巻くように発生する N S 電流 問6-41 電流の周りには 磁界 ができる． 電流の周りの 磁界 の向きは 電流に対して右ねじの向き である． 電流が作る磁界は電子の スピン に よって生じる．磁力線は 磁界 のようす を表す． 問6-42 電荷が運動すると，電界が時間変 化し周りに 磁界 ができる．逆に，磁界 が変化すると周りに 電界 ができる． 2 6.5.4 磁束密度 磁束密度 B〔T〕→ 物質中での磁界を表す B r 0 H μ0（真空の透磁率） ＝4π×10－７ 〔N/A2〕 μr：比透磁率（例：鉄の比透磁率＝200～300） ソレノイドに鉄芯を入れると磁力が強くなる → 磁束密度が大きくなる 透磁率が大きいと磁界が強められるのは ・外部からの磁界で鉄内の分子磁石が整列 ・磁界＝コイル電流による磁界＋鉄の分子が作る磁界 磁束密度は 磁界 の強さを表 し，単位は T（テスラ）である．透 問6-43 磁率が大きい物質内では磁束密度は 大き くなる．鉄芯を入れたコイルに 電流を流したときコイル内にできる 磁束密度は，鉄芯を入れないコイル に比べ 大き くなる． 3
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