まとめ
- 電流が流れる導線のまわりに発生する磁界の向きを、右ねじを締める(進める)方向に例えた法則です。
- 電流の向きをねじが進む方向とすると、磁界の向きはねじを回す方向に一致します。
- 1820年にアンペールによって発見されたため、「アンペールの右ねじの法則」とも呼ばれます。
解説
電流が流れると、その周囲には同心円状の磁界が発生します。この磁界の向きを判断する際に、時計回りに回すと締まる一般的な「右ねじ」の動きを利用するのがこの法則です。
まっすぐな導線(直線電流)の場合、電流の向きに右ねじを進めるように置くと、ねじを回す向きが磁界の向きとなります。これを右手で表現する場合、親指を電流の向きに立て、残りの4本の指で導線を握るように曲げると、その4本の指の向きが磁界の向きを指します。
また、円形の導線やコイルに電流を流す場合もこの法則を応用できます。コイルを流れる電流の向きに4本の指を合わせると、親指が指す方向がコイル内部の磁界(磁力線)の向きになります。このように、電流と磁界は常に一定の回転方向の関係を持っています。
この法則は、方位磁針の振れ方を予測する際にも非常に重要です。例えば、南北に張った導線の真下に方位磁針を置き、南から北へ電流を流すと、磁界は導線の周りを右回りに発生するため、磁針のN極は東へ振れます。導線の上下関係や電流の向きが変われば、磁針の振れる向きも変わります。
さらに、この原理は電磁石やモーターの仕組みの基礎となっています。電磁石の磁力を強くするには、電流を大きくしたりコイルの巻き数を増やしたりしますが、磁界の向き自体はこの右ねじの法則によって決定されます。混同されやすい「フレミングの左手の法則」は、磁界の中で電流が受ける「力」の向きを示すものであり、右ねじの法則は「電流が作る磁界そのもの」の向きを示すという違いがあります。
電気(電流)が流れている線のまわりには、目に見えない「磁石の力」がはたらいています。この力の向きをかんたんに見つける方法が「右ねじの法則」です。
ふつうのネジは、右に回すと奥へ進んでいきますね。これと同じで、電気が流れる向きをネジが進む向きに合わせると、ネジを回す向きが磁石の力の向き(磁界の向き)になります。
右手を使って考えることもできます。親指を電気が流れる向きに向けて、残りの4本の指で導線を包むように握ってみてください。その4本の指が指している向きが、磁石の力の向きです。方位磁針を線の近くに置いたとき、針がどちらに動くかはこの法則で決まります。
世の中にあるネジのほとんどは、右に回すとしまる「右ねじ」です。もし左に回してしまる「左ねじ」がふつうだったら、この法則の名前も「左ねじの法則」になっていたかもしれませんね。
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