【基礎から学ぶ磁力】 ソレノイドの内部磁界

電気電子
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基本的に”イメージ”を意識した内容となっておりますので、基礎知識の無い方への入門向きです。
じっくり学んでいきましょう!

今回は、「ソレノイドの内部磁界」についての説明です。

ソレノイドの内部磁界のポイント

基本の考え方はアンペアの周回路の法則と同じ。

無限長ソレノイドの内部磁界

ソレノイドとは、螺旋状(円筒状)に密に巻いたコイルのことです
※ 図1は鉄心に巻いてますが、鉄心が無くてもソレノイドです。

図1

このソレノイドの長さが無限長(l=∞)だと仮定すると、ソレノイドに流れる電流により発生する磁界はソレノイド内部だけに存在することになります。
※ 磁界の発生方向は右ねじの法則に則っています。

今、十分な長さを持った全長l[m]のソレノイドがあるとします。巻数はN[回]です。
このソレノイドに電流I[A]を流した時にソレノイドの内部に発生する磁界の強さH[A/m]は以下のようになります。

ソレノイド1m当たりの巻数(ソレノイドの単位長さ当たりの巻数)をnとすると、n=N/lという関係からH=nIと表すことも可能です。

「アンペアの周回路の法則」で、電流を磁路の長さで割った値が電界の強さになると説明がありました。
そちらと併せて覚えましょう。

ソレノイド内に形成される磁路の長さ=ソレノイドの全長l[m]であるという考えですね。

環状ソレノイドの内部磁界

ソレノイドとは、螺旋状(円筒状)に密に巻いたコイルのことでした。
このソレノイドを図2のように環状(輪のような形)にしたソレノイドのことを環状ソレノイドと呼びます。

図2

環状ソレノイドに流れる電流により発生する磁界は環状ソレノイド内部に発生します

今、半径r[m]の環状ソレノイドがあるとします。巻数はN[回]です。
この環状ソレノイドに電流I[A]を流した時に環状ソレノイドの内部に発生する磁界の強さH[A/m]は以下のようになります。

「アンペアの周回路の法則」で、電流を磁路の長さで割った値が電界の強さになると説明がありました。
そちらと併せて覚えましょう。

環状ソレノイド内に形成される磁路の長さ=環状ソレノイドの直径×π[m](円周の長さ)であるという考えですね。

以上、ソレノイドの内部磁界についての説明でした。


【基礎から学ぶ磁力】

◎磁極
◎磁気に関するクーロンの法則
◎磁界と磁束と磁力線の関係
◎静電気と磁気の公式の関係
◎磁界と電流の関係
◎ソレノイドの内部磁界
◎電磁誘導 ~磁束の変化によりコイルに起きる現象
◎フレミング右手の法則 ~移動させた時の電流・磁束・力の向きの関係
◎電磁力 ~磁界中の導体に働く力
◎フレミング左手の法則 ~電流を流した時の電流・磁束・力の向きの関係
◎磁界中のコイルに働くトルク
◎磁気回路のオームの法則
◎磁気抵抗と電気抵抗の比較
◎自己インダクタンス
◎相互インダクタンス
◎自己インダクタンスと相互インダクタンス
◎コイルの磁気エネルギー
◎ヒステリシス特性

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