高校物理、電磁気

質問

つるまきばねに電流を流すとばねは伸びるか縮むか？
答え：つるまきばねの隣り合う部分と同じ向きに電流が流れるので、引力が働くので、縮む
と問題集にあるのですが、解説や図がこれ以上書かれていないので、よくわかりません。どういうことをいっているのでしょうか？

回答No.2

noname#195146 · ベストアンサー

補足、承りました。#1です。

>つるまきばねがソレノイドのように磁界が発生すると考えたのですが、どうしてダメなのでしょうか?

　もちろん、つるまきばねに電流を流したものがソレノイドです。そのソレノイドを構成する導線間に働く力がどうなっているか、それにより、どうしてソレノイド全体が縮もうとするのかというのが、先の回答になります。

お礼

ありがとうございました。どうか、また教えてください。

回答No.1

noname#195146

最も単純にすると、同じ向きに流れる2本の平行電流です。2本の電流は右ねじの法則に従った磁場が生じます。

　同じ向きにぐるっと回る磁場なので、2本の電流の間では磁場が打ち消し合います。磁力線としては電流の間でまばらに、電流の外で密になります。

　磁力線に疎密があると、均等になるような力が生じます。2本の電流が近づくほど磁力線が均等になるので、2本の電流には引きあう力が生じます。もし2本の電流が動ければ、2本の電流は近づきます。

　電流を流すつるまきばねは、それがたくさんある状況と同じです（一部分を虫眼鏡で拡大して見れば、同じ向きに流れる2本の平行電流と同じになる）。だから、ばねの各部分は引き合う力が生じ、ばね全体としては縮む力になります。

P.S.

　上記は、ばねの針金の間がくっついてしまわないか、絶縁した導線がばねになっているとしてです。絶縁していなくて、しかもくっつくとショートしてしまって、上記のようになりませんから。

補足

つるまきばねがソレノイドのように磁界が発生すると考えたのですが、どうしてダメなのでしょうか?