電流が磁界から受ける力

質問

磁界中の電流に力が働くことの説明についての質問です。
電流による磁界の方向と、元の磁界との方向を合わせることによって、磁界が強まるところと、弱まるところができますが、なぜ、磁界が弱まった方向へ力が働くのでしょうか。
ある本には、磁力線は引っ張られたゴムひものように、縮んで短くなるなろうとする性質があるとかいてありましたが。このような理解でよろしいのでしょうか。

回答No.1

siegmund · ベストアンサー

> 磁力線は引っ張られたゴムひものように、
> 縮んで短くなるなろうとする性質があるとかいてありましたが

その通りですが，もう一つ重要なこととして，
隣り合う同方向の磁力線は反発することがあります．
磁力線でできた管(静電気の電気力管と類似)を考えますと，
管は縮んで太ろうとします．
いわゆる，Maxwell の応力です．

反平行電流が反発することはよく知られていますが，
磁力線を描いてみると下のようになります．
電流に垂直な断面図です．
◎は画面に垂直手前向きの電流，×は向こう向きです．
本当は磁力線は円ですが，図が描けないので四角になっています．

　┌─←─┐　┌─→─┐
　│　　　│　│　　　│
　↓　◎　↑Ａ↑　×　↓
　│　　　│　│　　　│
　└─→─┘　└─←─┘

Ａ点の場所では磁力線が平行になっていますので互いに反発します．
これが，反平行電流間の反発力を場の考えで表したものです．
磁力線間の力を全部積分したものが，電流間の力になっています．
２つの電流が反発すると，Ａ付近の磁力線の密度は小さくなりますから，
磁界も弱くなりますね．

補足

ありがとうございます。
> 磁力線は引っ張られたゴムひものように、
> 縮んで短くなるなろうとする性質があるとかいてありましたが

＞　隣り合う同方向の磁力線は反発することがあります．

そもそもこのようなことは、何故起こるのでしょうか。この質問は質問になっているのでしょうか。これらは、場の性質だとして、そのようなものであると言ったほうが良いのでしょうか。もしよろしかったら、お教えください。

回答No.2

siegmund

> 場の性質だとして、
> そのようなものであると言ったほうが良いのでしょうか.

場の性質というより仕方がないと思います．
電気力線でも同じですね．
もしとなりあう電気力線間が互いに近づこうとしているのだったら，
点電荷から電気力線が四方八方に均等に出てゆくことにならず，
レーザー光線みたいにかたまって電気力線が出てゆくことになります．