締切済み 磁場中の電流に働く力の問題の質問です。 2011/10/20 21:55 磁束密度Bの一様な磁場中に置かれた半径ａの円形の回路に大きさＩの定常電流を流したときの並進力、偶力を求めよ。 わかる方、回答お願いします。 みんなの回答 （1） 専門家の回答 みんなの回答 FT56F001 ベストアンサー率59% (355/599) 2011/10/21 11:58 回答No.1 定性的な答だけ (1) 電流が流れる円形面が，磁束と平行の時 偶力が出て，円形面の法線と磁束が平行するように円形面を回転させる。 (2) 電流が流れる円形面の法線が，磁束と平行の時(円形面と磁束が垂直) 電流が流れる円の半径を増やす向きの力が内力としてかかるが，並進力にはならない。 いずれも，フレミングの左手則F=BILで計算できるので， 円を区間に分けて積分すれば求まるはずです。 広告を見て全文表示する ログインすると、全ての回答が全文表示されます。 通報する ありがとう 0 カテゴリ 学問・教育自然科学物理学 関連するQ&A 物理の磁場の問題です！ 回路に電流が流れ、磁束密度によって電流が力をうけるんですが、その際にはたらく並進力とはなんなのでしょうか？ 電磁気の問題で分からないところがあります 質問させていただきます （１）図３に示すように２辺の長さが2a、2bの長方形の導線回路に電流Iが流れているときに中心に生じる 磁界の強さHを求めよ。 （２）直径Lの円形コイルと１辺がＬの正方形コイルがあり、それらの回路に等しい電流Iが流れるとき それぞれの中心に生じる磁束密度Bの比を求めよ （３）半径aの無限に長い円柱状の導体内を、一様な密度で強さIの電流が流れているとき 円柱の内外に生じる磁束密度を求めよ。 （１）図の中心の磁場は４辺からの寄与の和となるので、ビオサバールの法則より 4×I(cosθ1＋cosθ2)/4πr でしょうか？ （２）円形コイルのほうは B=u0I/2a 正方形のほうは分かりません・・・ (3)アンペールの法則よりB=u0IR/2πa^2になるのですが、 なぜコレは円柱の外でも成り立つのでしょうか？ 長々とすみません・・・ 回答よろしくお願いします 『物理学』 円形電流の中心を通る軸上にできる磁場 どうしても、具体的な数字になるとよく分からなくなってしまいます。 勉強が足りなくお恥ずかしいのですが、唸っててもらちがあかないので是非お力を貸して頂けないでしょうか？ 以下の問題が分からないのです。 半径10cmの円形導線に4Aの電流を流す時、その円の中心点を通る軸上で中心点から10cm離れた点に出来る磁場の磁束密度の大きさを求めよ。 宜しくお願いします。 天文学のお話。日本ではどのように考えられていた？ OKWAVE コラム 磁場 よくわからなかったので教えてください。 １．半径aの同じ大きさの２個の円形回路を中心軸を共通にして、間隔2bをおいて対置し、その両回路に同じ向きに電流Iを流す。このとき、コイルの中心軸上の中点Oから測ってｘの距離の点Pに生じる電場を求めよ。 ２.さらに、a=2bとすると、Oの近傍に中心軸に平行でほとんど一様な磁場ができることを示せ。 本当にお願いします。 電流の作る磁界に関する問題を教えてください。 この問題の式と答えを教えてください。 （1）半径ｒが20[cm]、巻数30回の円型コイルに10[A]の電流を流したとき、 コイルの中心に生じる磁界の強さＨ0[A/m]を求めなさい。 （2）真空中におかれた巻き数Ｎの円形コイルに電流Ｉを流したとき、円形コイルの中心に発生する磁束密度Ｂ[T]を表す式を求めなさい。ただし、円形コイルの半径をｒ[m]、真空の透磁率をμ0[H/m]とする。 お願いします。 ビオサバールの法則の問題（直流電流による磁場） 課題を与えられたのですがまったくわからないので ヒントだけでもどうかお願いします。 前で発表しなくてはならないんです！！ (a)点Pがｘｚ平面内にあるとして、点Pの座標を（ρ,0,z) とする。ｚ軸上の座標ｚ’近傍の電流素片IΔs＝(0,0，IΔz’) が点Pに作る磁束密度ΔBをビオサバールの法則によって求めよ。 これはわかりました。 ΔB=μ0/4π * ρΔz'/[ρ^2+(z-z')^2]^3/2 *j (b)今度はz-z'=ρcotθになる角度θを用いてΔBを表し、 θについて積分して、P点の磁束密度Bを求めよ。 これはまずどうやって代入して簡単な式にできるのでしょうか？ (c)線分ABが無限に長いときの磁束密度Bを求めよ。 (d)(c)の場合について、電流をかこむ半径ρの円について積分∫B・drを計算し、これがμ0Iに等しくなることを 示せ。（アンペールの法則） 何から何までわからないのですが、どうかお願いします。 電流と磁場の問題 原点を通り、z軸上正の向きに電流2.0Aが流れている直線状の導線がある。xy平面上の(1m.0.0)の点P、および(1m.1m.0)の点Qの磁束密度の大きさと向きを求めよ。 という問題で大きさはB=μI/2πd で求められるのですが、向きはどのように求めればいいのですか？ 円形電流の任意点につくられる静磁場について（ビオサバールを利用） 初めての質問となりますが、御回答を宜しくお願いいたします。 タイトルに書かせて頂いた通り、円形電流の任意の観測点Pに作られる静磁場において、観測点Pに電流素片Idsがつくる磁場の大きさをどうやって算出したらいいのかがわからず困っています。 円形電流の中心軸上に作られる静磁場において、電流素片IdsのP点につくる磁場の大きさについては、円形電流半径a、電流I、観測点Pとdsの距離R、としたときの静磁場は、 ds=μ*I*ds/(4*π*R^2) というように求めることができます。 ここで、観測点Pが中心軸上ではなく、XYZ座標上で、(x,y,z)の座標にあり、円形電流が、X^2+Y^2=a^2 の位置にあるときdBは、どのように算出できるのでしょうか。 長文で申し訳ありませんが、宜しくお願いいたします。 アンペールの力の問題です。分からないです。 xy平面上に一辺の長さeである正方形回路abcdが配置されている。 この回路に強さIの電流が流れ、磁束密度Bがx方向を向いているとき、この回路に働く力を教えてください。 電磁気 次の問題が解けません。 わかる方教えていただけないでしょうか？ 十分小さな半径aの円形コイルに電流Ｉが流れると、この円形コイルは μ=πa2I の 磁気モーメントを持つことになる。この円形コイルが磁束密度 B(r) 中に置かれたときに、 このコイルには -μ▽B の力が働く事を示せ。 どうかよろしくお願いします。 任意の形の回路を流れる電流がつくる磁場密度の求め方。 任意の形の回路を流れる電流がつくる磁場密度の求め方。 このたび卒業研究の一部として(MRIに関するものなのですが)、勾配磁場を発生させるために勾配コイルを作成することになりました。 最終的にはコイルの幅なども考慮して、かなり厳密なものを作る必要があるのですが、まずは 任意の形の回路を流れる電流がつくる任意の点の磁場密度をもとめ、それを計算するためのプログラム(Ｃ言語で) を作成しようと思っています。 円形の回路を流れる電流の作る磁場は、ビオサバールの法則より求められるのでここから発展できないかなぁと漠然と考えているのですが、方向性はあってますか？ また、C言語は少しかじった程度なのでどうすればいいやら…といった感じです。 具体的な方法を教えていただければ幸いですが 有用な文献やサイトなどなんでもいいのでなにか手がかりになるものを教えていただければうれしいです。 よろしくお願いします。 相互誘導の誘導電流と磁場について レンツの法則によるとコイルに磁束が貫くと磁束の変化を妨げる向きにコイルに電流が流れます。 この場合、入ってきた磁束とは逆向きの磁場(磁束)が発生するので、貫いてきた磁束はその位置で打ち消されるのですか？またこれは磁束がコイルを貫くことでコイルが磁気エネルギーを受け取り、電流としてエネルギーを変換したという解釈なのでしょうか。 たとえば鉄のリングA,Bを間隔を空けて置き、リングAに電場を掛けてリングBに誘導電流が流れたとします。しかしA,Bの間にリングCを置いたら、Aに電場掛けてもリングBへ磁束が届かなくなって誘導電流がゼロになるのですか？もしリングBに誘導電流が流れなく方法があれば教えてもらえないでしょうか。 よろしくお願いします。 日本史の転換点？：赤穂浪士、池田屋事件、禁門の変に見る武士の忠義と正義 OKWAVE コラム 電流周りの磁束密度 一様な電荷密度ρで、半径aの無限に長い円柱が円柱軸方向に速度ｖで動くとき、円柱からｒ離れた点の磁束密度を求めよ。(r>a) というような問題を目にしたのですが、これってつまり電流の周りの磁束密度を求めろってことですよね？ で、電流は定義から ρva^2 で、磁束密度 B=μI/2πr に代入したら良いと思うんですけど、今の場合円柱ということなので太さをもっているんですよね。 この場合とき方は上のままでいいんでしょうか。感覚的には積分しないといけないような感じなんですが。ひとつご教授よろしくお願いします。 電流と磁場の問題 図7.11のような断面をもつ長い真直な同軸ケーブルがある。２つの導体に 同じ大きさで逆向きの電流I,-Iが一様に流れている。中心からの距離rとともに磁場Bはどのように変わるか 解答にはI(r)を求めてから、アンペールの法則からB(r)を求めていました。I(r)の求め方がわかりません。ちなみにI(r)は r≦cのときIr^2/c^2 c≦r≦bのときI b≦r≦aのときI(a^2-r^2)/(a^2-b^2) a≦rのとき0 です。どのように求めたのでしょうか？ 磁界の中の電流が受ける力、F=BLIについて 磁界の中の電流が受ける力、F=BLIについての質問です。 wikipediaで、「磁速密度」 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%A3%81%E6%9D%9F%E5%AF%86%E5%BA%A6 の中ほど・・ 「なお、磁束密度の定義に用いる電流や磁荷は周囲の磁性体を排除しないとする。巨視的な大きさをもち周囲の磁性体を押しのけるような導線や磁石が受ける力は、磁性体内の磁束密度ではなく磁場の強さによって決まる。」という一説が理解できないで困っています。 これは、F=BILで定義される磁束密度と、磁場の強さとしてのHとの使い分けを言っているのだと思うのですが、具体的なイメージが見えません。 アドバイスおねがいします。m(__)m また、どうして、そのように、BとHの使い分けが必要なのか？というあたりも解説いただけないでしょうか？ 電磁気学（磁場中の電流に働く力） こんばんは！いつもお世話になっています。 『断面積０，０１ｍ＾２の枠に導線を１００回巻いたコイルを、B=０，１Tの磁場中に置く。このコイルに１Aの電流を流すと、コイルは最大どれくらいのトルクを受けるのか？』 という問題なんですが、 N＝IS×Bとおいて、I=１A、S=０，０１ｍ＾２、B=０，１Tを代入して最後に１００をかけて、答えを出すのは分かります。 ただ外積なんでsinθが出てくると思うんですが、 枠にコイルを巻いたので、１００回巻きのうち、ある部分（１巻き）を考えると、円形電流のように考えて枠に垂直方向以外は消しあうので、必然的にsinθ＝１となり、この場合θの値によらず、トルクの値は一つに決まると思うんですが、 問題文に『最大どれくらいのトルクを…』と書いてあったので自分の考え方と違う（最大○○ということは、最大でない値も存在する）ので、ちょっと困っています。 説明が下手で申し訳ないんですが、分かる方ご回答よろしくお願いします。 アンペールの法則についての質問です 半径rの無限に長い円筒側面上に強さIの定常電流を軸方向に一様に流した場合、円筒の中心軸から距離Rの点における磁束密度Bをアンペールの法則を用いて求めろ この問題が分かりません よろしくお願いいたします。 物理学の問題で質問です。 来週試験があり、大至急回答をよろしくお願いします。 独学で勉強しているため、多少のことは目をつむってください。 たくさんあります。質問自体は物理学をある程度やっている方ならおそらく常識と言ってもいいレベルです。ひとつでもよいのでよろしくお願いします。 1)磁束密度Bでz軸向きの一様な静磁場ベクトルB＝(0，0，B) が空間全体に加えられている。質量m、電荷qの粒子を速度ベクトルv＝（vx，ｖｙ，0）で放出する。ここで、空間は真空とし、重力の影響は無視できるとする。 a.この時、粒子が受ける力は何と呼ばれているか？ b.粒子はこの後、どのような運動をするか？もっとも、適当なものを以下のうちから選べ。 (直線運動、放物運動、円運動、楕円運動、らせん運動、単振動、歳差運動) →この問題はaが『磁場中で運動する電荷は速度に垂直にローレンツ力をうける』、bが『速度に垂直に力を受ける物質は円運動を行う』でいいでしょうか？ それとも、速度と磁場ベクトルが与えられているから、F＝qv×Bで計算するなどして説明したほうがいいでしょうか？ 2)軸を水平に固定したなめらかな滑車に軽い糸をかけ、その各端におもりA,Bをつけ、糸にたるみがない状態で静かに放すとする。おもりAとおもりBのそれぞれの質量をm1，m2とする。この時、m1>m2とする。鉛直上方を正の向きとし、おもりAの位置をy1、おもりBの位置y2とする。滑車の摩擦と糸の質量は無視できるとする。 →この問題は、おもりA,Bの加速度の絶対値は等しいですが、符号が異なります。条件がなければ、符号は、どっちのおもりがどっちにいくかなど、記述し、符号を与えればいいと思います。しかし、この問題には条件が与えられており、m1のほうm2より大きく、鉛直下方にAがいくと考えられるため、Aの加速度の符号は負、BはAが下方にいく分、上方にいくため加速度の符号は正になるとかんがえていいでしょうか？ 3)速さの2乗に比例する抵抗を受けながら落下する物体の、下向きの速さv(t)の時間変化は、微 分方程式 dv/dt = g - bv^2 で表される。ここで、g、bは正の定数である。初期条件v(0)=0の もとに、この微分方程式を解け。 →速度は ｖ＝β・tanh(βbt) ＝√(g/b)・tanh(t・√(bg)) となりました。位置に関して初期条件がわからないため、速度だけつまり、このままでいいでしょうか？ それとも、勝手にx(0)=x0として積分したほうがいいでしょうか？ 4)e^(-a)→-e^aや、e^(-ib)→-ie^b(iは虚数単位です）は成り立ちますか？ 5)添付した画像では電流がPからQの向きへ流れているそうですが、どうしてですか？ 情報が少なかったら、聞いてください。 6)高さl、内径a,外径bの円筒でaからbまでの面積を計算するときはｌｄｒで積分するんですか？ 問題で、Φ(磁束)=∫(a→b)B(r)・ldrとありましたので、微小面積をldrとしたということですよね。 7)幅aのうすい平らな導体板に強さIの電流が流れている。(省略)計算では電流を直線電流の集まりとみなし、各直線電流のつくる磁場をすべて加え合わせればよい。 →この問題の解答に『板の中心Oからの距離がrの点Pにおける磁場を求める。Oからsの距離にある幅⊿sの部分に流れる電流I⊿s/a…(省略)』とありました。電流素片は単純にI⊿sではいけないのでしょうか？たとえば、円形の回路に電流を流し、回路の中心軸上の磁束密度を求めるときはI⊿sですよね。 8)磁束密度の方向の図示の仕方が全然わからないです。直線電流なら、右ねじの法則をつかえばすぐわかりますが、円形の回路の中心軸の磁束密度を求める時など、わからなくなることがよくあります。考え方、着眼点等教えてください。 9)電圧V0に充電された電気容量Cのコンデンサーと抵抗Rからなる回路において・・・(省略) →この問題の方程式は I(t)R＋Q/C=V0 でいいでしょうか？ 添付できませんでしたけれど、図にはコンデンサーのところにV0とCが書いてあり、わからなくなりました。回路図的にはコンデンサーと電圧または起電力は同じ記号(スイッチ)だと思いますが、どうでしょうか？ 以上です。 よろしくお願いします。 電磁気の問題なんですが・・・ 次の問題が解けません＞＜問題の内容は 図において、半径aの円形コイルの面が地球磁界の方向に並行になるように立てる。このコイルに電流Iを流した時、その中心にある磁心NSの振れθを求めよ。ただし、コイルの巻数をN、地球磁界の水平成分の磁束密度をBとする。 という問題です。わかる方がいたら回答よろしくお願いします＞＜ 直流電流が作る磁場内のコイルについて 画像の問題についてです。 コイルの一辺を導体棒のように見立てて、誘導起電力を求める方法で、分からないところがあり、質問させていただきます。 導線ABでの磁束密度B(x)=μ₀I/2πx 導線CDでの磁束密度B(x+a)=μ₀I/2π(x+a) になるところは分かります。 導体棒で考える場合 導線ABに生じる誘導起電力の大きさ Vab=vB(x)a=μ₀vIa/2πx ファラデーの法則で考える場合 ΔΦ=B(x)avΔt/ より Vab=ΔΦ/Δt=vB(x)a=μ₀vIa/2πx となりますが、なぜでしょうか。 導体棒に生じる誘導起電力はその導体棒を貫く磁束密度を考えるのでしょうか。 ファラデーの法則で解く場合、 このコイルが動いた分のΔΦを考える時、磁束密度が一定ではない所を動くので、場所によって磁束密度が変わりますが、xの位置だけの磁束密度B(x)を考えるだけでいいのでしょうか。動いた範囲で積分して全部のB(x)を考える必要はないのでしょうか。 注目のQ&A 「You」や「I」が入った曲といえば？ Part2 結婚について考えていない大学生の彼氏について 関東の方に聞きたいです 大阪万博について 駅の清涼飲料水自販機 不倫の慰謝料の請求について 新型コロナウイルスがもたらした功績について教えて 旧姓を使う理由。 回復メディアの保存方法 好きな人を諦める方法 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