• ベストアンサー

物理I 電気の問題

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

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
noname#195146
noname#195146
回答No.1

>(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。

関連するQ&A

  • 平行に置かれた導線に同じ向きに電流を流す問題

    平行に置かれた長さdの導線X、Yに同じ向きに電流I[A]を流す。 このとき、導線L[m]あたりに働く力の大きさF[N]はいくらか? 透磁率μとする。 という問題があり、 Xに流れる電流Iが導線Yにつくる磁界の強さを出して、 磁束密度を出して、導線l[m]あたりに働く力の大きさF[N]を出して、 答がF=μI^2L/2πdとなります。 この解答の流れだと導線Yに流れる電流Iが導線Xにつくる磁界が発生させる力を無視しているような感じがしてしまうのですが、「導線Yに流れる電流Iが導線Xにつくる磁界が発生させる力」はなぜ解答の中に出てこないのでしょうか?

  • 磁界と電流

    導線は電流の向きが磁界に平行でないときは力を受け、平行なときは力を受けない。と教科書には書かれてあります。平行でないときの磁界の合成は教科書に図で書かれてあるのを見て納得できました。しかし磁界と電流が平行な場合は 「合成磁界が電流のまわりに対称なので、力を受けないこともすぐにわかる」・・・A と書いてあるだけです。この意味が???です。 たとえば、下がN極、上がS極としてその中を下から上へ導線が貫き電流も下から上へ流す。そしたら導線のつくる磁界を円盤みたいとするとそれを下から上へ貫くように磁石の磁界が貫く感じになるのだと思います。合成磁界は手前側は磁石による磁界は上へ、電流の作る磁界は右向き、合わせると右上向きになると思います。それが円盤上ぐるりとなっている状態になるのでは?と考えました。ネジ状というか螺旋ぽいというか・・・。そうなると、その磁界の中の導線はどうなるんだろう、と難しく考えてしまいます(事実は力を受けないのですが)。私のこのイメージ、間違っているのでしょうか? Aの意味さえわかればこの疑問は解決するのでしょうが、どう理屈で考えればいいのかわかりません。 言葉だけで説明するのは難しいかもしれませんが、分かる方、わかりやすくご説明よろしくお願いします。

  • 電気の問題について。中学・・・。

    この問題の回答をお願いします・・。 学校の問題です。中2・・・。 問題 導線に電流を流したとき、導線のまわりにできる磁界の向きは、電流の向きに対して右回り(時計回り)、左回り(反時計回り)のどちらか。 答えは、右回りでした。 これの意味がわからないので、回答をお願いします。 右ねじの法則あたりの問題でしょうか・・。分からないです。

  • 高校物理「磁界ベクトルと磁気力の向き」について

     高校物理の「磁界」で H = F / m (H:磁界ベクトル、 F:磁気力、m:磁荷  ベクトルの記号の上の→が出来ないので省略しました。以下、記号はすべてベクトルを意味します。)  直線導線に電流を流したとき、電流の向きに右ねじを回す方向に磁力線ができ、その磁力線のある点の磁界ベクトル(H)の向きは、その点の接線方向t教科書にありました。つまり、ある点の磁界ベクトルの向きは磁気力の向きに一致します。  次に、電流が磁界ベクトル(H)から受ける力F' (私の教科書には力とありました。磁気力とか、磁気力の反作用とも書かれていませんでした。)は、フレミング左手の法則に従った向きと一致するとありました。    そこで、皆さんに質問したいのは以下の2点です。  (1)電流が磁界ベクトル(H)から受ける力(F')は、なぜ磁界ベクトル(H)の方向や磁界ベクトル(H)の反対方向(反作用で考える場合)と一致しないのか?  (2)電流が磁界ベクトル(H)から受ける力(F')の向きを考えるとき、この磁界ベクトル(H)は直線電流に電流を流したときに生じた磁力線のある点の磁界ベクトル(H)と同じなのか?  以上です。分かりにくい説明と図で申し訳ありませんが、分かる人がいましたら、教えてください。  よろしくお願いします。    

  • 次の電磁気学の問題の解答解説を頼みます。

    写真のような、2r(m)離れた平行な2本の長い導線の端に半径r(m)の半円形の導線を接続してある回路がある。電流I(A)が矢印の向きに流れているとき、 半円の中心点Pにおける時速密度の大きさと向きは? 真空の透磁率はμとする。

  • 理科1 中学2年

    U字型磁石の間につり下げた導線に電流を流し、電流から磁界から受ける力について調べる実験を行った。次の問いに答えなさい。 1.導線に電流を流すと、導線は左に動いた。  (1)導線の向きは、上下のどちらか。  (2)電流の向きを変えずに、磁石のN極とS極を入れ替えた。導線は右左どちらの向きに動くか。  (3)磁石はそのままにして電流の向きを変えると、導線は右左、どちらの向きに動くか。 この問題が分かりません。 分かる方教えてください。

  • 高校物理、磁束密度

    教科書に磁界は1(wb)の磁極をそこに置いたとき、受ける力で定義される。 また、磁界は磁界と垂直な向きに1(A)の電流を流した時、1m辺りに受ける力のこと(磁束密度)と定義することもできる。 青を磁界の向き、赤を電流とすると、フレミングの法則より、緑色の向きに電流は力を受ける。磁束密度は磁界と同じ向きである。とあるのですが、1m辺りに受ける力なので、緑色と同じ向きな気がしてなりません。なぜだめなのでしょうか?

  • 導線が磁界から受ける力ではなく、磁石が受ける力

    このような図 [      N      ] ↓↓↓↓↓↓↓↓↓ ↓↓↓  ← ↓↓↓ ↓↓↓↓○↑↓↓↓ ↓↓↓  → ↓↓↓ ↓↓↓↓↓↓↓↓↓ [      S      ] で説明する導線が磁界から受ける仕組みはわかったのですが、 磁石は力を受けるのでしょうか。 受けるとしたら向きは導線が受ける力の向きと逆になると思うんですが、その場合、原則と違って磁石は磁界の弱いほうから強いほうに力を受けていることになるんではないでしょうか。 わかりにくい説明ですが、なんかすっきりしないので教えてください。

  • 電磁気 電磁誘導

    図のように,真空中にaの間隔をおいて平行に並べた2本の金属棒ACとBD上に、それたに垂直に金属棒PQを置き,AB間を抵抗Rでつないだ閉回路ABQPを作る。閉回路ABQPの作る面に垂直な方向に磁界Bをかけ,金属棒PQをABから遠ざける方向に一定の速さvで移動させた。抵抗R以外の抵抗成分は無視できるものとする。 (1)回路に生じる起電力の大きさを求め,金属棒PQに流れる電流の向きを示しなさい。 金属棒PQにPからQの方向に電界が発生するのでもとめる起電力の大きさVは V=Ea=vBa [V] また電流の向きはPからQの方向である。 (2)抵抗Rで発生するジュール熱の量を求めなさい。 起電力V=vBaなので,抵抗Rに流れる電流は I=V/Rで求めることができる。 I=V/R=vBa/R 抵抗Rで発生するジュール熱の量Pは P=VI=RI^2=R*(vBa/R)^2=(vBa)^2/R [W] (3)金属棒PQの速さvを一定に保つために必要な力の大きさを求めなさい。 電流Iと磁界Bは垂直の関係であり,金属棒に働く力の向きはvと逆向きである。 F=IBaより,Fv=IBav=(vBa)^2/R → F=v(Ba)^2/R [N] 電磁誘導の問題なのですが,特に(3)についての考え方がいまいちわかっていません。自分なりの解答をのせていますが,間違いがあれば解説してくれませんか?

  • 平行電流について

    二本の平行な直線導線に同方向に電流をながし、磁界を測定しました。 b a | | | (→)|(→) | | 矢印の範囲を測定し、グラフにすると導線aに近づくにつれ磁界が強くなり、離れると磁界が弱くなり急な山のようなグラフになりました。 これは導線に近いほど磁界が強いからなのでしょうか? また、同方向、逆方向ともに導線bの磁界の影響は受けてないのでしょうか? ご教授お願いしますm(_ _)m