問題
次の文章の$\boxed{ }$内に、選択肢の中から最も適したものを選び、その番号を記せ。
平行に置かれた2本の電線に、互いに反対方向に直流電流を流すと、電線間において相互に$\boxed{ }$する電磁力が発生する。
| ① | 反発 |
| ② | 交差 |
| ③ | 回転 |
| ④ | 振動 |
| ⑤ | 吸引 |
解答 1
平行に置かれた2本の電線（導体）に電流を流すと、それぞれの電流が作る磁界によって相互に電磁力が作用します。
- 同一方向に電流を流した場合: 互いに引き合う「吸引力」が働く
- 反対方向に電流を流した場合: 互いに退け合う「反発力（斥力）」が働く
電磁力
図に示すように、磁束密度$B$[T]の磁界中に長さ$l$[m]の直線導体を置き、電流$I$[A]を流すと、直線導体には以下の力が働く。$\theta$は、電流$I$と磁束密度$B$がなす角度である。
$F = IBl \sin{\theta}$
このように、磁界中の導体に電流を流すと力が働き、それらの向きは以下のように左手を使って表すことができる。これをフレミング左手の法則という。
◆２本導体に流れる電流（同方向）
上図のように平行な２本の導体に同方向の電流を流した場合、アンペールの法則によって、電流の周りに磁界が発生する。お互いに磁界を受けることによって、上図のような吸引力が発生する。
◆２本導体に流れる電流（反対方向）
上図のように平行な２本の導体に反対方向の電流を流した場合、アンペールの法則によって、電流の周りに磁界が発生する。お互いに磁界を受けることによって、上図のような反発力が発生する。
ポイント
平行導体間に働く力の向きと大きさ（アンペールの法則）をセットで覚えておくことが重要です。
- 電流の向きが同じ（同方向）: 吸引（引き合う）
- 電流の向きが逆（反対方向）: 反発（退け合う）
単位長さあたりに働く力 $F$ の大きさは、電流を $I_1, I_2$、電線間の距離を $r$ とすると以下の式で表されます。
$$F = \frac{\mu_0 I_1 I_2}{2\pi r} \quad [\text{N/m}]$$
重要用語
| 用語 | 解説 |
| 反発力（Repulsive Force） | 互いに押し遠ざけようとする力。逆向きの電流が流れる平行導体間に働く。 |
| 吸引力（Attractive Force） | 互いに引き寄せようとする力。同向きの電流が流れる平行導体間に働く。 |
| 電磁力（Electromagnetic Force） | 磁界中に置かれた導体に電流を流したときに導体が受ける力（フレミングの左手の法則）。 |
