高校物理「直流電流」「円形電流」「磁場」「磁束密度」

高校物理「直流電流」「円形電流」「磁場」「磁束密度」

長い直線状の導線ＸＹに１５．７Ａの電流が流れている。導線ＸＹから２０ｃｍ離れた位置に中心Ｏをもつ、半径１０ｃｍの円形導線がある。導線ＸＹと円形電流は同一平面上にあるとして、次の問いに答えよ。ただし、真空の透磁率μ0＝４π×１０^(-7)[Ｎ／Ａ^2]とする。

(1) 直流電流が点Ｏにつくる磁場の強さと向きを求めよ。
(2) 点Ｏの磁束密度の大きさを求めよ。

(3) 円形導線に電流を流して中心Ｏの磁場を０とするには、円形導線にどれだけの電流を流せばよいか求めよ。

直線状の導線に電流が流れていて円形導線の中心に磁場を作っているので、その磁場を打ち消すように円形導線に電流を流せばよい。というわけです。

１巻きの円形電流が中心に作る磁場は、Ｈ＝Ｉ／２ｒで求められます。

(1)で求めた磁場１２．５[Ａ／ｍ]と、このＨ＝Ｉ／２ｒが逆向きで大きさが等しくなれば、磁場が打ち消し合ってゼロになる。と考えます。

円形導線の半径は１０ｃｍ＝０．１ｍだから、

１２．５＝Ｉ／(２×０．１)
Ｉ＝１２．５×２×０．１
　＝２．５[Ａ]


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