基本問題428 直線電流がつくる磁場

直線電流がつくる磁場の強さ

直感的理解
直線電流は周囲に同心円状の磁場をつくります。電流から離れるほど磁場は弱くなり、その強さは距離に反比例します。方向は右ねじの法則で決まり、電流の向きに右ねじを回すと磁場の向きが得られます。

公式と計算:直線電流がつくる磁場の式:

$$H = \frac{I}{2\pi r}$$

$I = 2.0$ A、$r = 0.10$ m を代入すると:

$$H = \frac{2.0}{2\pi \times 0.10} = \frac{2.0}{0.628} \fallingdotseq 3.2 \text{ A/m}$$

磁束密度に換算すると $B = \mu_0 H = 4\pi \times 10^{-7} \times 3.2 \fallingdotseq 4.0 \times 10^{-6}$ T。

答え:
$$H \fallingdotseq 3.2 \text{ A/m}$$
補足:磁場の方向の決め方(右ねじの法則)

電流の向きに右ねじを進めるとき、ねじを回す方向が磁場の向き。電流が紙面の手前に向かうとき($\odot$)は反時計回り、紙面の奥に向かうとき($\otimes$)は時計回り

Point

直線電流がつくる磁場:$H = \dfrac{I}{2\pi r}$。方向は右ねじの法則で求める。磁場の強さは電流に比例し、距離に反比例する。