電磁気

磁気と電気の関係の発見は、他の多くの科学的発見と同様に、ほとんど偶然に遭遇しました。デンマークの物理学者ハンスクリスチャンエルステッドは、1820年のある日可能性について講義していました。 電気と磁気は互いに関連しており、その過程で彼のクラス全体の前で実験することによってそれを決定的に示しました！

エルステッドは、磁気コンパスの上に吊るされた金属線に電流を流すことで、電流に応じてコンパスの針を明確に動かすことができました。クラスセッションの開始時に推測として始まったことは、最後に事実として確認されました。言うまでもなく、エルステッドは将来の授業のために講義ノートを改訂しなければなりませんでした！彼の偶然の発見は、まったく新しい科学分野への道を開きました。 電磁気学

詳細な実験では、電流によって生成される磁場は常に流れの方向に対して垂直に配向していることが示されました。この関係を示す簡単な方法は、右手の法則と呼ばれます。 。簡単に言えば、右手の法則は、電流が流れるワイヤーによって生成される磁束線は、親指を向けて、人の右手のカールした指と同じ方向に向けられることを示しています（「ヒッチハイキング」位置）。従来の電流の方向：

磁場は、この真っ直ぐな電流を運ぶワイヤーを取り囲んでいます。明確な「北」または「南」極を持たない磁束線。

電流が流れるワイヤーを取り巻く磁場は確かに興味深いものですが、一般的な量の電流に対しては非常に弱く、コンパスの針を偏向させることができます。同じ電流量でより強い磁場力（したがって、より多くの磁場フラックス）を作成するために、ワイヤーをコイル状に巻き付けることができます。ここで、ワイヤーの周りの旋回磁場が結合して、より大きな磁場を作成します。明確な磁気（北と南）極性：

コイル状のワイヤーによって生成される磁場の力の量は、ワイヤーを流れる電流にコイル内のワイヤーの「ターン」または「ラップ」の数を掛けたものに比例します。この場の力は起磁力と呼ばれます （mmf）であり、電気回路の起電力（E）に非常によく似ています。

電磁石 は、電流が流れることで磁場を発生させることを目的とした一本のワイヤーです。すべての通電導体は磁場を生成しますが、電磁石は通常、特別な目的のために生成する磁場の強度を最大化するように構成されています。電磁石は、研究、産業、医療、および消費者向け製品に頻繁に使用されています。

電気的に制御可能な磁石として、電磁石はさまざまな「電気機械的」デバイスに適用されます。つまり、電力によって機械的な力や動きをもたらす機械です。おそらく、そのような機械の最も明白な例は、電気モーターです。 。

もう1つの例は、リレーです。 、電気制御スイッチ。磁界を印加することで作動（開閉）できるようにスイッチの接触機構を構築し、その近くに電磁石コイルを配置して必要な磁界を発生させると、開閉が可能になります。コイルに電流を流すことによるスイッチ。事実上、これにより、電気で電気を制御できるデバイスが得られます。

リレーは、複数のスイッチ接点を作動させるように構築することも、「逆」に操作することもできます（コイルに通電すると開きます スイッチの接点、およびコイルの電源を切ると、コイルは再びバネで閉じることができます。

レビュー：

• 導体に電流が流れると、その導体の周囲に磁場が発生します。
• 右手の法則では、電流が流れるワイヤーによって生成される磁束線は、親指を上に向けて、人の右手のカールした指と同じ方向に向けられます（「ヒッチハイク」の位置）。従来の電流の方向。
• 電線を直線ではなくコイル状に成形することで、通電電線の磁力を大幅に高めることができます。コイル状に巻かれた場合、磁場はコイルの長さの軸に沿って方向付けられます。
• 電磁石によって生成される磁場力（起磁力と呼ばれます） 、またはmmf）は、電磁石を流れる電流とワイヤによって形成される完全なコイルの「ターン」の数の積（乗算）に比例します。

関連するワークシート：

• 中級電磁気学および電磁誘導ワークシート
• 基本的な電磁気学および電磁誘導ワークシート