まとめ
解説
磁界（磁場）とは、磁石や電流の周囲に生じる、磁気的な力が働く空間のことです。この空間の状態を視覚的に捉えるために用いられるのが「磁力線」です。磁力線には、N極から出てS極へ向かう、途中で交差したり枝分かれしたりしない、密度が高いほど磁界が強いといった性質があります。
電流と磁界の関係については「右ねじの法則」が重要です。直線導線に電流を流すと、電流の向きを右ねじが進む方向に例えたとき、ねじを回す向きに同心円状の磁界が発生します。導線の上下で方位磁針の振れる向きが逆になるのは、この円状の磁界のためです。コイル（ソレノイド）の場合は、右手の4本の指を電流の向きに合わせると、親指の指す方向がコイル内部の磁界の向き（N極側）になります。
| 比較項目 | 永久磁石 | 電磁石 |
|---|---|---|
| 磁力の発生 | 常に発生している | 電流を流したときのみ発生 |
| 極の切り替え | 固定されており変更不可 | 電流の向きを変えることで反転可能 |
| 強さの調節 | 一定で変更できない | 電流の大きさや巻き数で調節可能 |
電磁石の磁力を強める具体的な方法には、コイルの巻き数を増やす、流れる電流を大きくする、内部に鉄芯を入れるといったものがあります。この性質を利用した代表例がモーターです。モーターは、磁界の中で電流が受ける力を利用して回転しますが、整流子とブラシによって電流の向きを半回転ごとに切り替えることで、同じ方向へ回転し続ける仕組みになっています。コイルモーターの製作では、エナメル線の片端を全部剥き、もう片端を半分だけ剥くことで、電流のオン・オフを切り替え回転を維持させます。
また、地球も一つの巨大な磁石として「地磁気」を持っています。方位磁針が北を指すのは、地球の北極付近がS極、南極付近がN極の性質を持っているためです。地磁気は、太陽風などの有害な宇宙線から地球を守るバリアの役割も果たしています。
磁石のまわりにある、磁石の力がはたらく場所のことを磁界といいます。目には見えませんが、方位磁針を置くと針が動くので、そこに力がはたらいていることがわかります。
磁石だけでなく、導線に電流を流したときにも、そのまわりに磁界が発生します。これを利用したのが電磁石です。電磁石は、電流を流したときだけ磁石になり、電流の向きを変えるとN極とS極を入れかえることができます。また、電池を増やして電流を大きくしたり、導線をまく回数を増やしたりすると、磁石の力を強くすることができます。
モーターが回るのも、この磁界と電流の力を利用しています。モーターの中にある整流子という部品が、電流の向きをうまく切りかえることで、ずっと同じ方向に回り続けることができるのです。
地球は、中身が巨大な磁石のようになっています。だから、どこにいても方位磁針は北を指すのです。この地球の磁力は、宇宙からやってくる体に悪い光線をはね返して、わたしたちを守ってくれています。
テストでの問われ方・理解度チェック
記事の内容に誤りがありますか？
⚠️ 修正を提案する