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
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
- 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
(μ0 ≈ 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?