これらのコイルの中で一番磁気力が強いのはどれか？

下の図は
・ストローにコイル（勾配有・無の２種類）を巻いたもの
・永久磁石（フェライト磁石）
・鉄芯
の３つから成る装置です。

上の二つの図：永久磁石の上に鉄芯を固定し、コイル（勾配有・無の２種類）を巻いたストローをセットしたもの。
下の二つの図：鉄芯に、コイル（勾配有・無の２種類）を巻いたストローをセットしたもの。（上の図から永久磁石を取り除いたもの）

これらのコイルに電流を流すとストローが動くようになっている。

この４つの装置の中で、ストローが動く力に順位を付けるとするとどうなりますか？
また何故その順番になるのかも教えていただけると幸いです。

因みにコイルの巻き数や太さなどはすべて同じです。

No.1 ベストアンサー 回答者： delli7 回答日時： 2012/01/19 00:14

あえて動かない順に回答します。

１．左下：中央に鉄芯があると上下対照なので力がつりあい動かない。
ちなみにコイルの上半分は下向きの力、下半分は上向きの力を受ける。
コイルが最初に中央からズレていれば中央に向かって動く。

２．右下：大きく巻いたコイルは鉄心との間に隙間がある。ここを通過する磁力線の分だけ上下部分のコイル
（大きく巻いた上半分と小さく巻いた下半分の受ける力が違うので動く）

３． 上の二つ：永久磁石による磁界が上下非対称なので大きく動く。
磁石の着磁方向、形状、極性、電流方向その他情報不足で、どちらがより動くかは断言できない
（たぶん右上）

この回答への補足

回答ありがとうございます。補足します。

磁石は上面がN、下面がSです。
コイルには交流を流しております。５Hz程度。つまりコイルは上下に動く。
コイルの形状は左は普通に巻いておりますが、右は磁場勾配ができるように巻いております。
（左は５重巻きしているのに対し、右は上の方から１０重巻き、９重巻き、８、７・・・・２、１重巻きしており平均すると５重巻きしてあります。つまり左右とも巻き数は同じ）

また鉄芯の中央にコイルがあるのではなく、コイルは鉄芯の下の方にある状態です。

下の２つのコイルは実験をしたところ、右下の画像はコイルが動きましたが左下の画像はコイルが動きませんでした。何故かは分かりません。

上二つの詳細が一番知りたいです。
よろしくお願いします。

F=-B(dB/dz)

補足日時：2012/01/19 00:38

No.3 回答者： pitagorajr 回答日時： 2012/01/19 17:34

質問を読み返すと、動きは磁気力を反映しているか疑問です。

重力がある。そして、勾配巻は質量が大きいはずです。失礼しました。

No.2 回答者： pitagorajr 回答日時： 2012/01/19 17:30

興味ある研究です。

4つの場合とも机の上に置いているのでしょうか。コイルがその位置より下位には動けない状態ではないのでしょうか。それにより答えが変わります。水平にして実験をすれば良い結果がでるのではないでしょうか。傍観者の戯言をお許しください。