物理学理科

5分でわかる「コイル」と「磁界」の関係!向きや強さ・実用例を理系大学院卒ライターがわかりやすく解説

よぉ、桜木建二だ。今回のテーマ「コイル」と「磁界」の関係についてみていこう。

コイルは目に見えるが、磁界ってのは目に見えないよな。見えないものを理解するってのはなかなか難しいかもしれないな。

今回は、コイルと磁界の関係と、それを利用した実用例も踏まえて理系大学院卒のこーじと解説していくぞ。

解説/桜木建二

「ドラゴン桜」主人公の桜木建二。物語内では落ちこぼれ高校・龍山高校を進学校に立て直した手腕を持つ。学生から社会人まで幅広く、学びのナビゲート役を務める。

ライター/こーじ

元理系大学院卒。小さい頃から機械いじりが好きで、機械系を仕事にしたいと大学で工学部を専攻した。卒業後はメーカーで研究開発職に従事。物理が苦手な人に、答案の答えではわからないおもしろさを伝える。

コイルと磁界とは?

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Spider coil(kit of w:ja:科学教材社), CC 表示-継承 3.0, リンクによる

そもそもコイルと磁界とはどのようなものでしょうか?
現象を理解するには、まずは定義を知ることが重要です。始めに、コイルと磁界について学んでいきましょう。

コイルとは

コイルとは、針金や銅線などの線状のものをらせん状やうずまき状に巻いたものです。
機械分野では、圧縮コイルばねや、引張コイルばね、ねじりコイルばねと機械部品として使用されます。電気分野では、電子回路の基本となる部品の一つです。種類は多岐にわたり、バーアンテナや、RFチョークコイルといったものもあります。1つのコアに2本の導線を巻いたトランスもコイルの一種です。

このように、コイルは電流を流すことで磁界を発生させ様々な機能を発現していきます。

磁界とは

image by iStockphoto

磁界とは電気や磁気現象を表すための物理的概念のことです。磁石を動かす力の源のことを磁界といい、磁界の強さ(磁場)H[A/m](ヘンリー)という単位で表記されます。磁界の強さはベクトル量です。大きさと向きを持つベクトルであることは、小学校や中学校で行う実験からでもわかります。

一つ目は、豆電球を使用した実験です。電池につないだ豆電球のコードを、方位磁針に巻き付け電流を流すと方位磁針が動くことが観察できます。二つ目は、磁石と砂鉄を使用した実験です。小学生のころに、理科の実験で厚紙の上に磁石と砂鉄を置き、砂鉄の模様を見たことがないでしょうか。磁石のN極とS極を曲線を描くように、砂鉄の模様ができます。この砂鉄の模様が磁力線です。

このように、方位磁針や砂鉄を動かす力を磁界と呼びます。

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コイルといっても分野によって、用途が異るんだな。また、磁界は磁石を動かす力だ!

このコイルと磁界の関係性をさらに深く解説してもらおう。

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