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ソレノイドの外側に磁界ができない理由

A 回答 (4件)

>ソレノイドの外側に磁界ができない理由


そのような本の図解では外側にも磁力線を示す点線が描かれていますけど、何を根拠に「磁界ができない」?。
それを利用するソレノイドは作られていないのは確かだろうとは思いますが・・?。
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一重のソレノイドの直径方向の断面を考えて、上側の断面をA0、下側の断面をB0とします。

このソレノイドに電流を流すと、A0が作るその下側の磁界方向とB0が作るその上側の磁界方向は同じになって強め合います。これがソレノイド内部の磁界になります。
一方、A0の上側の磁界とB0の上側の磁界は逆方向を向きます。このため、A0の上側の磁界は弱められます。弱められる度合いは、A0とB0の距離が近いほど大きくなって、この箇所の磁界は0に近づきます。同じようにB0の下側の磁界も弱くなります。
すなわち、ソレノイドの内側では磁界は強められて、外側ではソレノイドの直径が小さいほど弱められる訳です。
新たな一重ソレノイドA1, B1を重ねれば、A0の周りの磁界は、A1やB1が作る磁界が重なりますが、ソレノイドの内側で強まって外側で弱まるという磁界の傾向は同じです。この傾向は、非常に多くのソレノイドを重ねて、ソレノイドが長くなるほど強まります。また、ソレノイドの長さに対してその直径の比率はどんどん小さくなって、直径がほぼ0である状態と見なすことが出来るようになります。そのような状況では、ソレノイドの両端部を除いて、その外側では上側のAnの総和と下側のBnの総和の寄与は実質的に同じになって、磁界は0に近づきます。
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無限長のソレノイドでは、その対称性から、磁場の方向は


ソレノイドの心(センター軸)と平行。
するとアンペールの法則から、ソレノイドの外側では
どこでも磁場の方向と大きさは同じになる。

つまり、ソレノイド内側は有限の面積を磁場が通るのに対し、
ソレノイドの外側の磁場は無限の面積に均一に広がって通るので、
その大きさは無限小になる。
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ソレノイドとは、導体を同一円心上に密巻きしたものです。


導体に電流を流せばその周囲には磁界が生じますから、
当然外側にも磁界が生じます。
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