今回は、「無限長ソレノイドと環状ソレノイドの内部磁界」についての説明です。
１．ポイント
基本の考え方はアンペアの周回路の法則と同じ。
２．無限長ソレノイドの内部磁界
ソレノイドとは、螺旋状(円筒状)に密に巻いたコイルのことです。
※ 図1は鉄心に巻いてますが、鉄心が無くてもソレノイドです。
このソレノイドの長さが無限長(l=∞)だと仮定すると、ソレノイドに流れる電流により発生する磁界はソレノイド内部だけに存在することになります。
※ 磁界の発生方向は右ねじの法則に則っています。
今、十分な長さを持った全長l[m]のソレノイドがあるとします。
巻数はN[回]です。
このソレノイドに電流I[A]を流した時にソレノイドの内部に発生する磁界の強さH[A/m]は以下のようになります。
ソレノイド1m当たりの巻数(ソレノイドの単位長さ当たりの巻数)をnとすると、n=N/lという関係からH=nIと表すことも可能です。
アンペアの周回路の法則で、電流を磁路の長さで割った値が電界の強さになると説明がありました。
そちらと併せて覚えましょう。
ソレノイド内に形成される磁路の長さ=ソレノイドの全長l[m]であるという考えですね。
３．環状ソレノイドの内部磁界
ソレノイドとは、螺旋状(円筒状)に密に巻いたコイルのことでした。
このソレノイドを図2のように環状(輪のような形)にしたソレノイドのことを環状ソレノイドと呼びます。
環状ソレノイドに流れる電流により発生する磁界は環状ソレノイド内部に発生します。
今、半径r[m]の環状ソレノイドがあるとします。
巻数はN[回]です。
この環状ソレノイドに電流I[A]を流した時に環状ソレノイドの内部に発生する磁界の強さH[A/m]は以下のようになります。
環状ソレノイド内に形成される磁路の長さ=環状ソレノイドの直径×π[m](円周の長さ)であるという考えですね。
以上、「無限長ソレノイドと環状ソレノイドの内部磁界」についての説明でした。
