一般小学生
まとめ
【定義】
ふれの角度とは、方位磁針が本来指し示す北(磁北)の方向から、電流によって発生した磁界の影響を受けて針が回転し、静止した際に生じる偏角のことである。
まとめ
- 電流を流すと、その周囲に磁界が発生し方位磁針に影響を与える。
- ふれの角度は、地球磁界と電流による磁界の合成磁界の向きで決まる。
- 電流が強いほど、また磁針が導線に近いほど角度は大きくなるが、理論上90度を超えることはない。
解説
方位磁針を水平に置き、その南北方向に重なるように導線を配置して電流を流すと、磁針は北から一定の角度だけ回転して静止する。この現象は、1820年にデンマークの物理学者エルステッドによって発見された。針が静止する方向は、地球磁界の水平成分と、電流が作る磁界のベクトルの合成方向である。
電流によって生じる磁界の強さをH、地球磁界の水平成分をH0とすると、ふれの角度θとの間には「tanθ = H / H0」という関係が成り立つ。電流の値を大きくすると、電流による磁界Hが強くなるため、ふれの角度θは大きくなる。しかし、いくら電流を強くしても、合成磁界が電流による磁界の向き(垂直方向)に完全に一致することはないため、角度は90度に近づくだけで、90度以上になることはない。この原理は、初期の電流計である「接線電流計」の仕組みとしても応用されている。
小学生のみなさんへ
方位磁針(ほういじしん)の近くで電気を流すと、針が北からズレて動くことがあります。これは、電気が流れるときに磁石の力が生まれるからです。もともと北を向いていた針が、電気の力によってどれくらいの角度(度数)だけ動いたかを「ふれの角度」といいます。電気を強くしたり、導線を磁針に近づけたりすると、この角度は大きくなります。
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