円形コイルの磁束密度 — 軸上で最強、外側は双極子

軸上 z = 0 (中心)
μT
軸上 z = R
μT
軸上 z = 2R
μT

ドラッグで回転 / ホイールでズーム / 右ドラッグで平行移動

A

パラメータを動かしてみよう

1 電流を流してみよう

電流 I のスライダーを動かしてみてください

  • 電流を流すと、コイルの周りに 磁界(青い矢印) ができる
  • 電流値を変えると 磁界の大きさ(矢印の長さ) も変化する

2 電流の向きを反転

電流 I のスライダーをマイナス側に動かしてください

  • コイルを流れる電流の向き(オレンジの矢印)が逆になる
  • 周りの磁界も逆向きになる(コイルを貫く向きが反転)

3 軸上で位置を比べる — 中心が最強

3D 図を真横から見て、軸上の青矢印を比べてください

  • コイル中心(z=0)の矢印が一番長い → 磁界が最強
  • 軸を離れる(z が大きくなる)につれ矢印が短くなる
  • 上の数値ボード(z=0 / z=R / z=2R)を比べても同じ傾向

4 右ねじの法則と中心の公式

向き — 右ねじの法則

右手の4本指をコイルの電流方向に合わせると、親指の向きが 磁界の向き(コイルを貫く方向)。 電流の向きが反転すれば、磁界の向きも反転する。

大きさ — コイル中心の公式

B=μ0I2R\displaystyle B = \frac{\mu_0\,I}{2R}

  • I に比例: 電流が大きいほど磁界は強い
  • R に反比例: コイル半径が小さいほど中心の磁界は強い

0 ≈ 4π × 10−7 H/m は真空の透磁率)

軸を離れた位置の磁界は複雑な式になる。電験では 中心の式だけ覚える

5 確認テスト — 電流に比例

電流 I を 2倍 にすると、コイル中心の磁界 B は?

6 確認テスト — 軸上での比較

同じコイルで、中心(z=0)と軸上 z=R の点で磁界を比べると?