A, B とも紙面手前向きの電流なので、右ねじの法則で磁場は反時計回りに巻きます。中点 P では、A がつくる磁場も B がつくる磁場も同じ向きになるため、磁場は強め合います。
Step 1:各電流が P につくる磁場の大きさ
A, B から P までの距離はどちらも \(d\) なので:
$$H_A = H_B = \frac{I}{2\pi d}$$Step 2:右ねじの法則で向きを決める
A の電流は紙面の裏から表向き。右ねじの法則で P の位置(A の右側)では磁場は上向き。
B の電流も裏から表向き。P の位置(B の左側)では磁場は上向き。
したがって \(H_A\) と \(H_B\) は同じ向きです。
Step 3:ベクトル合成
同じ向きなので大きさを足し合わせます:
$$H = H_A + H_B = \frac{I}{2\pi d} + \frac{I}{2\pi d} = \frac{2I}{2\pi d} = \frac{I}{\pi d}$$数値計算の確認:電流 10 A の直線導線から距離 5.0 cm の点の磁束密度は \(B = \mu_0 I / (2\pi r) = 4\pi \times 10^{-7} \times 10 / (2\pi \times 0.050) = 4.0 \times 10^{-5}\) T。磁場中の導線に働く力は \(F = BIl = 4.0 \times 10^{-5} \times 10 \times 0.10 = 4.0 \times 10^{-5}\) N です。
関連する基本公式:
$$ H = \frac{I}{2\pi r} $$右ねじの法則で、紙面手前向きの電流のまわりには反時計回りの磁場ができます。A の右側(= P 側)では磁場は上向き、B の左側(= P 側)でも磁場は上向き。どちらも上向きなので、強め合います。
逆に、A の左側と B の右側(外側の点)では磁場が逆向きになり、打ち消し合います。
同じ向きの平行電流の間では磁場が強め合い、外側では弱め合います。逆向きの平行電流では逆の関係になります。右ねじの法則で向きを丁寧に確認しましょう。