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右ねじの法則についてです。
図のようなときに右ねじの法則を使うと親指が左に向いて磁力線が右から左に流れていると考えることができる
と思いますが、
参考書には電磁石のN極はコイルの左だと書いてあります。
http://www.buturigaku.net/sub03_Spot/Electromagn …
このようにN極から出てS極にいくのが磁力線だと思うのですが
なぜコイルの右ではないのでしょうか?
それとも、コイルの中を流れるのは磁力線ではないのでしょうか?
(一応、その問題には磁力線が出る方向がN極だと書いてあります)

「右ねじの法則 磁力線 磁束線」の質問画像

A 回答 (15件中1~10件)

No.13です。


 磁力線はN単極子が受ける力の方向
 途中で消滅したり、枝分かれしたり、突如現れることはない
これは磁場そのものの性質なのです。
 最低でもこの二点が理解できていると、磁力線がNからSに向かったりSからNに向かうことはあれ得ないことが分かるはずですよ。

 コイルが分からなければ一重。もしくは半周のように単純化すれば分かると思いますよ。
「右ねじの法則 磁力線 磁束線」の回答画像15
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いくつか参考URLをあげておきます。

参考になれば幸いです。

TDK 「棒磁石はなぜ長い?」
http://www.tdk.co.jp/techmag/ninja/daa00930.htm

個人サイト「磁石の話」
http://hr-inoue.net/zscience/topics/magnet/magne …

個人サイト「磁石の話」
http://atsuko.boo.jp/kumonoito/?p=1709
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磁石の話は全体を見るときと、部分を見るときで区別しないと・・


 →
↑○↓
 ←

 ←
↓○↑
 →
コイル(電磁石)を一周、さらに
 →
↑○↓  一本だけ
 ←
にしたとき、
コイルの中はSからNへ流れる。
コイルの外はNからSへ流れる。
 と不整合を起こします。・・・・・
 磁場の方向は[N単極子が力を受ける方向]とすれば、つねにN極からS極に向かわなければなりません。

 コイルの中に鉄心を入れたとき、あるいは常磁性、反磁性の物体を入れたときでも常に成り立たないと・・

 棒磁石だって、突き詰めれば
←C← Cは電子のスピン に行き着くのですから、一重のコイルと変わりません。

 どちらがN極であるかS極であるかは、磁場の向きが決めるだけで、最初に磁場ありきではありません。
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整理すると



電磁石の場合

1) 磁束線、磁力線
コイルの中はSからNへ流れる。
コイルの外はNからSへ流れる。

永久磁石の場合

1) 磁束線(Bに対応する線)
磁石の中はSからNへ流れる。
磁石の外はNからSへ流れる。

2) 磁力線(Hに対応する線)
磁石の中はNからSへ流れる。
磁石の外はNからSへ流れる。

永久磁石の場合、磁力線を表す場 H は磁化(磁性体の微小磁石のループ電流により発生する磁場)を
含まないという定義なので、永久磁石の両端に現れる磁荷でのみで向きが決まります。

つまり、Hは磁石の内でも外でもN極からS極へ向かいます。

永久磁石では、磁化(M)は S極からN極向きで H よりずっと
大きいので
H + M は磁石内ではS極からN極向きになります。

磁束 B=μ0(H + M) なので、BはS極からN極向きになり、
磁束線はS極からN極へ流れることになります。

ちなみにこんなへんちくりくりんな話になるのは強磁性体の場合で、
通常は M は H に比例するので

M = aH
磁束 B=μ0(H + M)= μ0(1+a)H = μ0μsH = μH

というお馴染みの関係になります。
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>電磁石も通常の永久磁石も全く同じです。



いや、そうじゃなくて、「磁性体内」では

B=μ0(H + M)

H: 磁化を含めない磁場、M: 磁化分の磁場

という「定義」になっているからです。

これは確かに混乱の種ですね。
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No.5,No.6,No.7です。

電磁石も通常の永久磁石も全く同じです。
             ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
 逆じゃありません!!

図を書いて説明します。
 棒磁石をポキッと二つに折ります。そして間を広げると磁力線はN極からS極に向かっていますね。
 これを繰り返して、どんどん小さくしていきます。最終的に磁区と呼ばれる小さなブロックに分かれます。
※磁区については、それを構成する原子のもつ電子のスピンによってNo5で説明した右ネジの法則(1)で磁場ができています。

 一方電磁石は、その周囲の電線に流れる電流が誘導する磁場が、集まった物です。添付図の橙色の電線は手前から向こうに向かって電流が流れている状況を示します。

 外部に現れる磁力線に注目してください。磁場(磁界)・・の向きはN極単極子が受ける力の方向でしたね。No.5の回答参照。

 モーターと発電機は逆だとか、電磁石と永久磁石は逆だと誤解されている人がいます。それによって電磁気が複雑怪奇なものにしてしまっています。そんなことありませんよ。至極単純な世界です。
「右ねじの法則 磁力線 磁束線」の回答画像10
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なるほど、確かに永久磁石と電磁石では


磁界の向きが異なりますね。
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No2です。


質問者さんの疑問がやっと分かった気がします。
http://www.buturigaku.net/sub03_Spot/Electromagn …
に表示されている3つの図の内、上 と 中 の図は 「磁力線」 について説明してますが 下の図は 「磁束線」 についての説明です。 この言葉の違いが混乱の元ですね。

http://www.phen.mie-u.ac.jp/seminar/teaching_mat …
を参照して下さい。以下は部分的にこのサイトから引用しています。
この文章の中で 図7、 図8、 図9 と見比べて下さい。 途中に 磁束線 = 磁力線 + “磁化線(磁石線)” という式が有りますが、  磁束線が我々が右ねじの法則を使って考える 線 ですね。
磁石を通る 磁力線と 磁化線 は相反する方向に向いてますが磁化線 の方が磁力線よりも大きいので 磁石内部を通る磁束線は 結果として図9 の様になるのですね。 (質問者さんが示された図では一番下の図。)

言葉の違いを良くご覧になってみてください。
これがあれば今までの疑問が氷解したのではないでしょうか。
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No.6です。


>添付していただいた図では磁石内でS極からN極に向かっていますが
これはなぜでしょうか?
 磁石をここでポキッと折ったら分かります。(^^)
 内部にある小さな小さな磁石が並んでいるのです。
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>【コイルを通る磁力線が右から左に向いているとき、左がN極で右側がS極のようです。

磁力線はNからSへ向かうと思うのですが、なぜでしょうか?】

 これは、回答をしっかり読めば分かったはずです。

 小学校で磁力線の向きはN極単極子が受ける力の方向=N極からS極に向かうと習ったはずです。No.2の回答の(b-1)
 その時に棒磁石の内部の磁力線はどうなっているのでしょう。
 No.2添付図の右中央の図のようになっていないとなりませんね。
   (b-4) 途中で消えたり現れたり交差しない・・のですから
  この図は、コイルを棒磁石に置き換えるとよくわかると思います。

 もう一度、No.2回答の磁力線の説明--a,b-1~b-5をしっかり復習しておきましょう。(小学校の3年生か4年生の時に磁石に鉄粉を振りかけたりして磁力線を観察したはずです)
「右ねじの法則 磁力線 磁束線」の回答画像6

この回答への補足

ご回答ありがとうございます。
もう一つお聞きしたいのですが、
http://www.buturigaku.net/sub03_Spot/Electromagn …
上のページには磁力線は磁石内でN極からS極に向かうと書いてあります。
しかし、添付していただいた図では磁石内でS極からN極に向かっていますが
これはなぜでしょうか?

補足日時:2013/09/19 20:47
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