理系の雑学・豆知識

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アンペールの法則を解説

アンペールの法則(Ampere's law)

1820年にフランスの物理学者アンドレ・マリー・アンペール (Andre Marie Ampere 1775/1/20-1836/6/10) )が発見しました。
アンペールは実験で2本の電流のあいだに働く力を観測し、そして実験結果をアンペールの法則にまとめ、それ以前に発見されていた電磁気の現象を説明することに成功しました。 電流を流すと、電流の方向を右ネジの進む方向として、右ネジの回る向きに磁場が生じることを発見した。これを「アンペールの右ねじの法則」といいます。

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アンペールの右ねじの法則

 

電流とそのまわりにできる磁場との関係をあらわす法則を「アンペールの法則」といいます。

閉じた経路にそって磁場の大きさを足し合わせた結果は閉じた経路を貫く電流の和に比例します。

磁場の足し合わせは線積分でおこなうので、「アンペールの周回積分の法則」ともいいます。

直線導線に電流を流すとき電流の回りには同心円上で右ねじの方向の磁場が出来ます。閉じた経路として半径rの同心円で、その経路上では磁界の大きさが等しいので、これをHとすれば、アンペールの法則によれば、経路の長さ「2πr」と磁界「H」の積は電流「I」に等しいことから、{2πr×H=I}という関係が成り立ちます。この式から磁界を求めると、直線電流による磁界を求めることが出来ます。これはビオ・サバールの法則を積分したものと一致します。

 

アンペールの法則

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磁界が電流に及ぼす力

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平行電流間に働く力(電流の定義参照)

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