物理I 電気の問題

質問

平行にはられた二本の導線ＰＱに図の矢印の向きに電流をながした
このとき導線Ｐ Ｑにはそれぞれどちらのむきに力がはたらくか

質問は、
(1)このとき磁界はどちらむきかは、どこに視点をむけているかによるんでは
ないんですか。。１つの点をきめてくれていないのにわかるんでしょうか（ぐるぐるまわるんで、

(2)解答には、Ｐの力を求める際、ＰがＱに及ぼす磁界はー・・ということで
Ｐの磁界はＱの磁界でやっています。自らの磁界はどこへいってしまったんですか
詳しくおしえていただきたいです

回答No.1

noname#195146 · ベストアンサー

>(1)このとき磁界はどちらむきかは、どこに視点をむけているかによるんではないんですか。

　そうですね。そうだから自分で視点を決めるわけです。2本の平行の導線が「・・」と見えるという視点にしてみましょう。

　モニターに垂直に突き刺さっているような向きから見るということですね。そして電流の向きはモニターの正面から裏へと流れているとしましょう。電流の大きさは仮に同じだとしておきます。

　すると2本の導線には同じ向きに電流が流れていますから、右ネジの法則により磁界は以下のようになります（磁力線で表しています）。

　 →　　→
↑・↓↑・↓
　 ←　　←

　こうなるわけですが、2本の導線の間の↓↑は打ち消し合いますので、以下のようになります。

　 →　　→
↑・　　　・↓
　 ←　　←

　すると、磁界は導線の間で弱く、外側で強くなります。磁界は均等になろうとしますので、2本の導線には引き合う力が生まれます。これは、2本の導線に流れる電流の大きさが異なっても、力の向きは同じです。

　もし2本の導線に互いに反対方向に電流が流れるとしたら、逆に導線間で磁界が強く、外側で弱くなるため、2本の導線には遠ざかろうとする力が働きます。

>１つの点をきめてくれていないのにわかるんでしょうか（ぐるぐるまわるんで）。

　解きたい問題が最も単純で解きやすくなるように視点を決めるのも、物理の勉強の一つになります。

>(2)解答には、Ｐの力を求める際、ＰがＱに及ぼす磁界はー・・ということでＰの磁界はＱの磁界でやっています。自らの磁界はどこへいってしまったんですか。

　導線が銅などの磁石に引きつけられないものだとして（実は鉄でしたー、とかは反則っぽい）、右ネジの法則だけでなく、フレミング左手の法則を使っているからでしょう。ウィキペディアより図を拝借すると以下のようなものです。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%82%A1%E3%82%A4%E3%83%AB:Fleming%27s_Left_Hand_Rule.png

　そういう解き方は下記の「平行電流に働く力」に図示されているようになっています。

http://www.daido-it.ac.jp/~harashin/pdf/note/07denji_note9.pdf

　一方を右ネジの法則で磁界を考え、他方をフレミング左手の法則で考えるわけですね。これでも分かります。

P.S.

　私はフレミングの左手の法則とかで考えないです。フレミング右手の法則もあるし、レンツの法則とかもあるけれど、全て右ネジの法則で説明できてしまいます。

　ちょっと手間はかかりますが、個人的には単純明快な右ネジの法則だけの方が間違いにくいです。なので、他の法則は覚えたことがないです。