平行電流について

質問

二本の平行な直線導線に同方向に電流をながし、磁界を測定しました。
b a
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| (→)|(→)
| |

矢印の範囲を測定し、グラフにすると導線aに近づくにつれ磁界が強くなり、離れると磁界が弱くなり急な山のようなグラフになりました。
これは導線に近いほど磁界が強いからなのでしょうか？
また、同方向、逆方向ともに導線bの磁界の影響は受けてないのでしょうか？
ご教授お願いしますm(_ _)m

回答No.2

okormazd

電流によって生じる磁界がもう一方の電流に力を及ぼします。
アンペールの法則、あるいはビオ・サバールの法則とアンペールの力です。

導線間の距離に対して十分長く、真空中(空気中でもほとんど同じ)に置かれている導線なら、次の式が成り立ちます。

F=μ0×L×I1×I2/(2×π×r)

単位長さあたりなら、

F=μ0×I1×I2/(2×π×r)

F:導線間に働く力[N]
μ0:真空の透磁率 ４π×10^-7 [H/m]=1.25663706 × 10^(-6)[ mkg/s^2・A^2]]
L:導線の長さ[m]
I1:導線aの電流[A]
I2:導線bの電流[A]
r:導線間の距離[m]

電流の方向が同じなら引力、逆なら斥力です。両方向とも力をうけますが、力の方向は逆になります。

式は難しいからどうでもいいですが、
要するに、導線間に働く力は、それぞれの導線の電流の積に比例し、導線間の距離に反比例するということです。
だから、距離が短くなれば力が急に大きくなります。

「導線に近いほど磁界が強いから」ですが、より正しくは「導線に近いほど磁束密度が大きい」ということです。この磁束密度が距離に反比例します。

回答No.1

spring135

二本の平行な直線導線は一本とみなせるほど十分に接近しており、長さは十分長いとし、その中心が適宜定義できるとします。この2本の導線に同じ方向の電流Ｉ（Ａ）を流し、導線の中心からｒ（ｍ）の位置における磁界の強さＨ（Ａ/ｍ）はアンペールの法則またはビオ-サバールの公式により

　　　　Ｈ＝2Ｉ/(2πr)

で与えられます。分子の2は導線が2本であることによります。磁界の方向は円周方向であること、つまり回転磁界であることに留意してください。

この2本の導線に逆の方向の電流を流した場合は磁界の強さは打ち消しあって0です。