ソレノイドの磁界について

電流によって発生する磁界の強さを求める導体のパターン(形状)の一つにソレノイドがあります。

ソレノイドとは、螺旋状に巻かれたコイルのことを表します。
円形コイルを複数回巻いたものと同じように思いますが、円形コイルを平面に複数回巻いたもの、ソレノイドはコイルを円柱に螺旋状に巻いたものです。

ソレノイドの形状と電流と磁界の強さの関係(力の向き)は右ネジの法則を当てはめます。図にすると下記のようになります。

電験3種でソレノイドという場合は、無限長ソレノイドを表すことがほとんどです。
この無限長ソレノイドとは、無限に巻いた導体をコイル状に巻いた状態を指しており、ソレノイドの外部に磁界が発生しないというものです。実際に無限の長さというものはあり得ませんが、試験では求めたいものを簡単にするため無限長ソレノイドを想定して問われることになります。
他にも理想的なソレノイドという表現が用いられるソレノイドもあり、これは巻きが密でソレノイドの長さが十分に長いものを表しています。

ではソレノイドでの磁界の強さはどう求めるのでしょうか。
コイルの巻数とコイルの長さ・電流が関係し、下記の式で表します。

H=nI

H:磁界[A/m]
n:1mあたりの巻数
I:電流[A]

試験でのソレノイドについては現実にはない無限長ソレノイドを基準に問題が出されることが多くあります。理論についてさらに詳しく学びたい方はじっくり取り組んでみてください。
しかし、試験問題を解くことだけを考えるのであれば、式と要素だけしっかり覚えればさほど難しくはないでしょう。

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