導線の磁力計算機

電流が流れる導体は磁場内で力を受けます。微視的には、移動する電荷担体がローレンツ力を受けます。導体を通じて伝わる力を合わせると、巨視的な関係F = BIL sin(θ)になります。Bは磁束密度、Iは電流、Lは磁場内の導線長、θは慣用的な電流方向と磁場のなす角です。SI単位を使うと結果はニュートンになります。 寄与するのは電流に垂直な磁場成分B sin(θ)だけで、計算機は力とともにこの成分を表示します。導線が磁場と90度で直交すると力は最大です。0度または180度で平行・反平行なら外積がゼロとなり、磁力もゼロです。正弦が同じ角度では力の大きさは同じですが、ベクトルの向きは実際の配置で決まります。 力の向きにはフレミングの左手の法則、または外積L × Bを使います。電流・長さベクトルを慣用電流の向きに取り、磁場の向きと組み合わせると、力は両者に垂直になります。電流か磁場のどちらかを反転すると力も反転し、両方を反転すると力の向きは変わりません。この計算機は三次元ベクトルではなく大きさのみを示すため、向きは物理的な配置から判断してください。 式は直線区間、一様な磁場、定常電流、断面全体で同じ磁場とみなせる細い導線を仮定します。導体に沿って磁場が変化する場合は、経路に沿ってI dL × Bを積分してベクトル力を求めます。曲がった導線も区間ごとのベクトル加算が必要な場合があります。有効長は磁場内にある部分だけで、導体の全長とは限りません。表示どおりアンペア、メートル、テスラ、度を使ってください。モーターの力の概算、電磁アクチュエーター解析、スピーカーの例、実験、初級物理に役立ちます。実機では熱、機械、端部磁場、支持力の解析も必要になり得ます。理想条件での値と垂直成分を示すことで、向きが最大値BILから力をどれだけ減らすかを確認できます。