磁界（じかい）

• 磁石の力が作用している空間のことであり、磁石の周囲や電流が流れる導線の周りに形成される。
• 磁界の向きは方位磁針のN極が指す方向と定義され、磁力線の密度によってその強さを表す。
• 電流と磁界の相互作用は、モーターの回転原理や発電機の仕組みなど、現代技術の基盤となっている。

解説

磁界とは、磁気的な力が及ぶ範囲を指す物理学的な概念である。磁石のN極から出てS極へと向かう「磁力線」を想定することで、その状態を視覚的に把握することができる。磁力線は互いに交差せず、密度が高いほど磁界が強いことを示している。

また、電流が流れる場所には必ず磁界が発生する。直線状の導線に電流を流すと、電流を軸とした同心円状の磁界が生じ、その向きは「右ねじの法則」に従う。さらに、コイル状の電線（ソレノイド）に電流を流せば、内部に一様な磁界を作ることができ、鉄芯を入れることで強力な電磁石として機能する。

直流モーターにおいては、磁界の中で電流が受ける力（電磁力）を利用して回転を得ている。この力の向きは「フレミングの左手の法則」で決定される。効率よく連続回転させるために、電機子、整流子、ブラシといった部品が組み合わされており、整流子が半回転ごとに電流の向きを切り替えることで、常に一定方向への回転力を維持している。