【STEP4-6】電流が磁界から受ける力｜フレミング左手を図から使う

Lesson6　電流が磁界から受ける力｜フレミング左手を図から使う

電流が磁界をつくるだけでなく、
外から磁界を受けると導体には力が働きます。
これがモーターの出発点です。

磁気で手が止まりやすいのは、
公式が多いからだけではありません。

左手を先に作り、
磁界・電流・力のどれを求めているかを確認しないこと。

このLessonでは、
式を選ぶ前に「原因 → 磁界・磁束 → 結果」の順番を図にします。

磁気は、
矢印を描いてから式を選ぶ。

まず、現象を言葉で読む

磁界中の導体に電流を流すと、
磁界と電流の両方に直角な向きに力が働きます。
最初に磁界Bと電流Iの矢印を図へ描き、
求める力Fを空欄にします。
その後でフレミング左手を確認に使います。

• 人差し指＝磁界B
• 中指＝電流I
• 親指＝力F
• 平行なら0、直角なら最大

計算前に、増減と向きを予想する

公式へ数字を入れる前に、
何を大きくすると答えが増えるか、
どの矢印が原因かを確認します。

F=BI\ell\sin\theta

θは磁界と電流の角度です。
直角ならsin90°=1、
平行ならsin0°=0です。

小さな数字で確認する

B=0.50 T、I=4.0 A、ℓ=0.20 m、
直角ならF=0.50×4.0×0.20=0.40 Nです。

計算結果だけで終わらず、
最初の予想と一致したかを確かめてください。
予想と逆なら、
計算より先に式の分子・分母、
角度、
単位を見直します。

向きを決める道具を選ぶ

手の形を作る前に、「今回は何を求めるのか」を一行で書きます。

はるの気づき

フレミング左手は、
指を器用に曲げる問題ではありませんでした。
図にBとIを書き、
最後の一本を探す問題です。
先に二本描くと、
左手は迷子になりません。

分からない場所へ戻ることは、
後退ではありません。
矢印と原因をつなぎ直す作業です。

電験3種では、ここを確認する

1. 左手三指の対応
2. 有効長さℓをmで使う
3. 角度0°と90°の意味

数値が出たら単位を先にそろえ、
向きが出たら「・＝手前」「×＝奥」を図へ書き込みます。

まとめ

磁界中の導体に電流を流すと、
磁界と電流の両方に直角な向きに力が働きます。
最初に磁界Bと電流Iの矢印を図へ描き、
求める力Fを空欄にします。
その後でフレミング左手を確認に使います。

次はLesson7「荷電粒子が磁界から受ける力」です。