締切済み 電流と磁場 2008/09/15 02:23 力の単位fの式の中で f=evBとf=ⅠBlが同じなのはどうしてでしょうか？ みんなの回答 （1） 専門家の回答 みんなの回答 noname#96418 2008/09/15 07:38 回答No.1 e v は 電荷×速さ、 I l は 電荷密度×速さ×面積×長さ＝（電荷／長さ＾３）×速さ×長さ＾２×長さ＝電荷×速さ、 で同じです。 通報する ありがとう 0 広告を見て他の回答を表示する（0） カテゴリ 学問・教育自然科学物理学 関連するQ&A 磁束密度、磁場などについて こんばんは。高校三年生です。 物理について疑問に思ったことがあるので質問させていただきます。 F=vBl、F=evB、F=mH、V=-dΦ/dtなど様々な力についての公式があるわけですが、これらの単位はどこから最初に決められているのでしょうか？ たとえば、「何かが変化して起電力Vが生じているとき、その時間変化しているものを磁束（Φ）とする」と最初に決めたのならファラデーの電磁誘導の法則が成り立つのは理解できます。（というか定義ですので当たり前ですが^^) しかし、すると何の関係のないはずのF=evBなどの法則が比例定数なしに成り立ってしまうのが直感的に理解できません。（BS=ΦですのでBはΦに依存しますよね？） それならばと思いF=evBを定義とすると、（このような力が働いているとき磁束密度Bを定義）今度はファラデーの法則が成り立つのがなぜかわかりません。 また、電流から定義されているはずの磁場Hに、全く関係ないところから定義されているように見える磁束Φをかけると力Fになる理由もわかりません。。。 どういう順番でこれらの単位が決められていったのか教えていただけないでしょうか。 また、当方高校生ですので、もし大学レベルの話になってしまうのであればそこの部分は簡略化していただいて結構です。 なぜ磁場勾配があると磁気力は強くなるのか 下の図のようにコイル（ソレノイドの形）を円錐の形に巻くと磁場勾配ができて力は強くなるということを知りました。 それはなぜですか？ 式などを用いて解析的に説明して下さると幸いです。 よろしくお願いします。 また下の図の式やF=B(dB/dz) は磁場勾配の式ですか？ 真空磁場内における電子の運動 一様な真空磁場B内へ、直角の方向から初速度v_0で飛び込んできた電子(m,-e)の運動を調べよう。電子の質量ｍの速度による変化を無視する。 v_0およびローレンツ力(-ev×B)はBに直角であるから運動はBに直角な面内でおこる。電子の運動方程式は、 ｍ（dv/dt）=０，m(v^2/ρ)＝evBより・・・・ と解いていくのですが、自分は、なぜ、m(dv/dt)＝０となるのかがわかりません。2式目は円運動の運動方程式なのでわかりますが。1式の考え方を誰か教えてください。よろしくお願いします。 電流密度iと電流Iの理解が出来ません。どうか助けてください。 電流密度iと電流Iの理解が出来ません。どうか助けてください。 電流について、電荷Q[C]、移動速度v[m/s]としたとき電流I[A]は I=Qv…（１） とありました。 しかし、電磁力を勉強しているとこんなことが本に記載されていました。 「磁束密度B[T]の磁界の中に、Bと角度θの方向で面積S[m^2]、長さl[m]の直線導体があり、導体内で電荷Q[C/m]が速度v[m/s]で移動しているとき、電荷に働く力?Fは ?F=QvBsinθ…（２） Qvは移動した電荷密度、すなわち電流密度i[A/m^2]であるので、導体全体が受ける力Fは F=?FSl=iSBlsinθ=IBlsinθ…（３） これを見るて、電流密度i=Qvと考え、そうすると（１）の式を理解できなくなってしまいました。（３）の式をQv=Iで解くとIBlsinθにはなるはずがなく… i=QvとI=Qvの違いはどう理解すればいいのでしょうか。 まったく理解できずに困っています。 馬鹿すぎて自分が情けなくなります… 前に進めません… どなたか教えてください。 長々と長文で申し訳ありませんが、 よろしくお願いします。 電流と磁場 図7.8のように２つの磁極の間に電流が流れている。電流に働く力と電流が磁極に作用する力の向きは？ 答は図7.9なのですが、なぜこのようになるのですか？ 電流と磁場 磁場の強さに用いられるA/mとN/Wbが同じなのはどうしてでしょうか？ 微小電流が作る磁場。 無限に長い直線電流Iがつくる電場を、ビオサバールの法則より求めよ。 という問題につまづいてなのですが。 解答では、 まず電流に沿って、Z軸をとり、Z軸上の適当な点Oを原点とし、点OからZ軸に垂直な方向に距離rだけ離れた点Pにおける磁場を考える。Z軸上の座標ｚの点Ｚに長さdzの微小電流Idzをとり、この微小電流が点Ｐにつくる磁場をdHとする… という記述があるのですが、電流が作る磁場って、電流の方向に対して垂直に円を描くように広がるような磁場を作るのではなかったでしょうか？そうすると、点Ｚから垂直の方向には点Ｐはない（点Ｐは点Ｏに垂直になるように取った。x-y-z座標で言えば(r,0,0)）ので、微小電流は点Ｐには磁場は作らないような気がするのですが…。 よろしくお願いします。 電流と磁場 こんにちは。電流は磁場をつくり、磁場は電流に対して、ローレンツ力を及ぼす。電流は自身のつくった磁場から力を受けることはないのですか？おしえてください。 電流と磁場 現象論としてではなく根源的な問題として、電流（電荷の動き）がそのまわりに磁場をつくり（エルステッド）、磁場の変化が電流を誘起する（ファラデー）のは何故なのか、まだ解明されていないのでしょうか？ 電流が作る磁場について。 電磁気学を勉強しています。 ビオ・サバールの法則のところなのですが、いまいち電流素片（でいいのですよね）がつくる磁場についてイメージが沸きません。 特に、電流の進む方向と真横でない場所の磁場についてなのですが、図のように、 ・磁場の向きは真横の磁場と同じようにねじを回す方向に発生して、 ・大きさは電流素片から離れるにつれて弱まっていく、 という具合になるのでしょうか？ 可視光における磁場の影響 【質問1】 電磁気学や光学の教科書で、 「磁場は電場よりも十分小さいのでここでは電場の影響のみを考える。」 といった記述を目にします。 その論拠として教科書によく挙げられている式、 |E|=c|B| について質問です。 これを見る限り、確かに電場の振幅が磁場の振幅のｃ(光速)倍なので、 大きいというのはわかります。 しかし、これでは|E|と|B|の次元が違うので奇妙に思い、調べた結果、 これは考えている単位系が原因なのだとわかりました。 そこで、改めて、|E|と|B|の次元が同じ単位系(SI自然単位系)で 同じ式をMaxwell方程式から導出したところ、 |E|=|B| という式が得られました。 今度は、次元がそろったものの、「磁場が十分小さい」と言えないことになってしまいました。 取る単位系によって磁場が小さくなったり大きくなったりするものなのでしょうか？ そうだとすれば現象を十分に記述していると言い切れるのでしょうか？ 【質問2】 光が媒質中を進むときの屈折率は、 n=√(μ_r×ε_r) μ_r 比透磁率 ε_r 比誘電率 で表せますが、光を扱うときよく、μ_r=1としています。 これは何故でしょうか？ 電場は媒質の影響を大きく受けるのに、 磁場は媒質の影響をあまり受けないのでしょうか？ ベクトル磁場 z軸のaz方向に流れる２４Aの線電流に対して(1.5,2,3)におけるｚ＝０～６のベクトル磁場を求めたいのですが、有限長におけるH(ベクトル磁場)を求めるとき、H＝I＊(sinb-sina)＊aφ(単位ベクトル)/4*π*ρの式を使うと求められるとおもうのですがうまく答えが合いません。a,bの値が間違っているのでしょうか？どなたかご解法お願いします。 円電流と直線電流の間にはたらく磁気力について 距離rだけ離れた十分に長い2本の平行導線に電流I1、I2が流れているとき、長さLの導線部分にはそれぞれ大きさが F＝2k(I1)(I2)L/r 2kは比例定数 で表される力Fが働くというのは知っているのですが、 無限に長い直線電流I1と半径aの円電流I2とが同一平面内に、円の中心から直線電流までの距離がr（＞a）の位置におかれているとした場合の両電流間に働く力を求めるにはどうすればいいのでしょうか？ dF＝Idl×Bという式を利用するのでしょうか？ 解き方の方針が全くわかりません。 どなたか分かる方がいらっしゃれば、教えていただきたいと思います。 磁気量と電流の強さの関係 Wbという単位がクーロンの法則から決定されるわけではなく、別の実験によって 決められていることを知りました。（4つの磁石を用いるそうですが、どのサイトに 書いてあるかはわかりませんでした） そこで自分なりに考えてみました。 m[Wb]の磁極からr[m]離れた磁場の強さをHとすると、電場と同じように考えて H＝(1/4πμ)・m/r^2…(1) 一方I[A]の電流が流れる導線からr[m]離れた磁場の強さはH＝I/2πr…(2) (1)＝(2)のとき、(1/4πμ)・m/r^2＝I/2πr となり、Iについて解くと I＝m/2μr・・・(3) となります。ここでr=1,m=1 とすれば1[Wb]の磁極が1メートル先に作る磁場の強さは 1/2μ[A]の電流が1メートル先に作る磁場の強さと等しいことになります。 これで磁極の強さが一応アンペアに換算することができるかと思います。 また、磁極の強さと電流は、距離が一定であれば比例関係にあることが わかります。 ところで、2つの平行電流が及ぼし合う力の式は、実験により次の式であることが 確認できます。 F=μII'L/2πr・・・(4) (3)式より I＝m/2μr・・・(5) I'＝m'/2μr・・・(6) として、(5)(6)を(4)式に代入すると F＝(L/8μπ)・mm'/r^2 となり、一応磁気に関するクーロンの法則が導けるかと思いきや、クーロンの法則の 式はF＝(1/4μπ)・mm'/r^2 であるので、違ってしまいます。何か計算に問題があるでしょうか。 L＝2となれば、式が一致するのですが・・・・。 どなたか添削していただけないでしょうか。 よろしくお願いいたします。 ソレノイドコイルの作る磁場について質問です。磁場はH=nIという式で与 ソレノイドコイルの作る磁場について質問です。磁場はH=nIという式で与えられます。nは単位長さあたりの巻き数ということですが、電流と単位長さあたりの巻きすうが同じでも、ソレノイドコイルの長さを長くすればするほど積算されて磁場は大きくなるような気がします。この考え方の何が間違っているのでしょうか。 偉大なる先人は変更を提唱したり試みたりしなかったのでしょうか？（電流の単位、正の電流の方向） ・電子の電荷の符号はマイナス。 ・電流の方向は電子の流れる方向の逆。 ・電流の単位であるアンペアは、平行な２本の導線同士に働く力で定義。 美しくないと思います。（笑） ・１個の電子の電荷は、プラスの１[なんちゃら] ・電流の単位は、[なんちゃら／秒] （※） ・電子が流れる方向が（プラスの）電流 とすれば、すっきりするような気がします。 今となっては、すでに遅しと思いますが、 偉大なる先人達の中で、上述のような単位体系にするような提唱をしたり試みたりしたお方は、 いらっしゃらなかったのでしょうか？ （※： 放射能の単位が、キュリーの代わりにベクレル（＝個／秒）になったのと同様の発想です） MOSトランジスタ 電流の式の単位 MOSトランジスタの飽和電流の式は I=(WμCox(Vg-Vth)^2)/2L と表されますが、右辺の単位をAにするにはどのように単位変換を行えば良いのでしょうか。 W,L：m μ：m^2/Vs Cox：F/m^2 Vgs,Vth：V と考えているのですが、VF/sとなってしまいます。 どうかご助力よろしくお願いいたします。 円柱磁石の磁場 Z方向に磁化している半径r長さdの円柱磁石が形成する磁場の理論式を調べています． 残留磁束密度Br[T]と磁化（単位体積あたりの磁気モーメント[Wb m]）M[Wb/m^2]は同じになります（多分）．理論式の求めかたとしては，磁荷と等価電流の2通りあるらしくこの理論が正しいかどうか調べています． 1) u0*Mと磁石の断面積（S=pi*r^2）をかけたものが，この体系でのN極磁荷+m[Wb]になります．ここで，表面磁荷密度m/Sを求めたいポイントまでの距離Rの2乗で割ったものを面積積分し，N極とS極の足し合わせからすれば理論式が求まると思います． N極だけでは，B=Int_S 1/(4*pi) m/S/R^2 dxdy で理論式はいいと思います． 2) 等価電流I[A]では，ソレノイドコイルの単位長さあたりの巻数をn[巻数/m]としてM*S=n*Iからnを適当に決めIを求めます．電流I[A]，単位長さあたりの巻き数n[巻き数/m]で流れる半径rで長さdのソレノイドコイルの磁場をビオサバールと楕円積分を使えば求められると思います． この2通りの方法で，円柱永久磁石の磁場の理論式を求めることができるんでしょうか？これは正しい考え方なのでしょうか？ 乱雑になりましたが，専門書やネットを調べてもスコーンとくるものがなかったのでよろしくお願いします． 磁場と磁石の吸引力の関係 ある本で、５０００ガウスの磁石が １kg の重さを 1cm2 の面積で押し上げることができるので １００kg の重さを 10cm2 の面積で押し上げられると書いてありました。 磁場は、単位面積あたりの磁束密度を表す単位と思いますので、 同じ密度で面積が１０倍になる場合に、なぜ磁石が及ぼす力が １０倍ではなく、１００倍になるのかがどうしても理解できません。 どのような理解をするべきか、できれば図解で説明をしてくれるサイトなどを ご紹介いただけますでしょうか。 . 高校物理のばねについての問題です 途中のある一点に印がついているばね定数kのばねを考える。印のついている点をAとし、力を加えない状態でAの左側の長さはL1、右側はL2とする。 (問) このばねを大きさfの力で引き伸ばしたとき、印の左側と右側はそれぞれどれだけ伸びるか答えよ。 (答) ばねの単位長さあたりの伸びをx'、単位長さあたりのばね定数をk'とする。ばねにfの力を加えると、その単位長さあたりにもfの力が加わるので f=k(L1+L2)x'=k'x' ・・・ とあるのですが、「その単位長さあたりにもfの力が加わるので」がどうしてなのかわかりません。単位長さあたりなのでf/(L1+L2)の力が加わると思うのですが・・・ 変な質問ですいません。お願いします。 注目のQ&A 「前置詞」が入った曲といえば？ 緊急性のない救急車の利用は罪になるの？ 助手席で寝ると怒る運転手 世界がＥV車に全部切り替えてしまうなら ハズキルーペのCMって…。 全て黒の5色ペンが、欲しいです 長距離だったりしても 老人ホームが自分の住所になるのか？ 彼氏と付き合って2日目で別れを告げられショックです 店長のチクチク言葉の対処法 カテゴリ 学問・教育 自然科学 理科（小学校・中学校）化学物理学科学生物学地学天文学・宇宙科学環境学・生態学その他（自然科学） カテゴリ一覧を見る あなたにピッタリな商品が見つかる！ OKWAVE セレクト コスメ化粧品 化粧水・クレンジングなど 健康食品・サプリ コンブチャなど バス用品 入浴剤・アミノ酸シャンプーなど スマホアプリ マッチングアプリなど ヘアケア 白髪染めヘアカラーなど
