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磁石の磁界と電流の関係についての質問
- 磁石の磁界と電流の関係についての質問です。問題文には、電磁石のN極が上になるように直流電流が接続されていると書かれていますが、磁石の磁界と電流のつくる磁界の関係について正しく理解することができません。
- 問題文には、電磁石のN極が上になるように直流電流が接続されていると書かれていますが、磁石のN極とS極は元々決まっていますので、磁石の磁界の向きに沿うような磁界を電流がつくるためには、どのような向きに電源を接続すれば良いのでしょうか？
- 問題文には、導線が磁石の奥側にあると推測していますが、導線の配置によって磁界の向きが変わるということでしょうか？また、N極を上にして磁石の真下に配置した場合、磁界と電流のつくる磁界は逆向きになるのでしょうか？
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先ほどは時間が取れなて・・ 回路には、反時計回りに電流が流れます。添付図左上 それぞれの電線を見ると、その電流に対して右回りの磁界が発生します。 それを磁力線で示すと、右上の赤の矢印になります。 電磁石の磁力線は青の矢印で示されています。 磁力線は同じ向きだと反発します、（逆向きだと引き合う） ┃N極------S極┃ ┗━━━━━━┛ ──磁力線──→ ──磁力線──→ふたつの磁石は反発します。 ┏━━━━━━┓ ┃N極------S極┃ ┗━━━━━━┛ ──磁力線──→ ←─磁力線───ふたつの磁石は引き合います。 ┏━━━━━━┓ ┃S極------N極┃ これは小学校低学年でやったでしょ(^^) よって銅線は左右に引き離される方向に力を受けます。オレンジの矢印 たぶんこの問題には続きがある・・ 動いている時に、スイッチを切ると、慣性で移動します。しかし銅線内の電荷(+と考える)は、移動していますから電荷の周囲に、銅線が黒がっていく方向に右回りで磁界が発生します。この場合、回路が遮断されていますから電荷はすこし移動するだけで流れません。 スイッチをbに倒すと、電荷は移動できますから最初とは反対周りに電流が流れ、ブレーキがかかります。 モノポールモーター/ファラデーのモーターや発電機(誘導電流)をきっちり仕組みを理解していたら良いでしょう。
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- ORUKA1951
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図と問題文の理解が間違ってます。おかしいと思ったら、よく読んでみましょう。 ＞「電磁石にはN極が上になるように直流電流が接続され」とあります ということは、永久磁石と考えて良いという事ですよ。 あとは、 ・電量の進行方向に対して右回りの磁力線があること ・磁力線が同じ向きなら反発し、逆向きなら引き合う というルールだけ
お礼
ご回答ありがとうございます。 電磁石がコイルだということを知らず、、というか 最近10年ぶりに物理の勉強やり直してるので何もかも忘れており 永久磁石だと思っていました。 （電流流して永久磁石のようになっていますが） そしたら万事解決です。 こういう酷い思い込みが多いんですよね… ありがとうございました。
- CC_T
- ベストアンサー率47% (1038/2202)
いや、問題自体が解ってないでしょ？ > 磁石のN極とS極は元々決まっていますよね。 ・・・どこから磁石が出てきたんでしょうか。 設問には磁石なんかどこにもありません。電磁石だけですよ？ 電磁石はコイル状に電線を巻いたもの。鉄心などが入れることもあるが、ともかく電気流す向きでN極・S極が入れ替わるもので、電流を切れば磁力を失うだけ。電流と極の関係は右ネジの法則を参照されたし。 > 導線が磁石の奥側にある気がします。 どう認識されているのかわかりませんが・・・。コイルは巻きの方向と巻き数などが問題になるだけであって、引出線なんざ、手前に出ようが奥に出ようが上に出ようが、コイルの性能とは直接関係しません。 この問題では電磁石３つだのレールだの銅棒だのややこしく書いてあるけど、電磁石3個の向きが全て一緒ですから、 要するにΩ状の導線が電磁石の上に乗っているのと同じ状態と考えていいです。添付図参照。 電磁石（コイル）の上側がN極になるように直流電源を繋いで、電磁石に流す電流を急激に増加させるってことはつまり、電磁石上側のN極の磁力が強くなっていくということ。N極を上のΩ形の線に近づけていくってのと同じ状態です。 レンツの法則を知っているのなら、このとき磁界中のΩ形の線に起電力が生じることは分かっているのでしょうが、これはΩ形の線の下側向きにN極を発生するように電流が流れる（近づくN磁極に対してΩ形線に生じる磁力が反発するような向きで現れる）わけですから、右ネジの法則にしたがってΩ形の線には上から見て右回りの電流が流れるということ。
お礼
詳しいご回答ありがとうございます。 電磁石ってコイルのことなんですね…… 完全に永久磁石と思い込んで意味がわからない装置だと思ってました。 そしたら何もわからないとこはございません… 現役の頃物理を高3の1年間で詰め込んだものの それっきり10年近く放置してたので 常識的なところもすっかり抜けてました。 という言い訳です。失礼いたしましたm(__)m ありがとうございました。
お礼
お礼が遅くなってしまい申し訳ありません。 先ほどお礼を書いた直後に2回目のご回答をくださっているのに気づきました。 図まで描いてくださって、感動してしまいました。。 コイルを磁石だと思いこんでいたばっかりに、頓珍漢な質問してしまいお恥ずかしいです(_ _) 後半に書いてくださったことも勉強になりました。 どうもありがとうございました。