導線間の磁力計算機

電流が流れる二本の平行導線は互いに磁力を及ぼします。一方の導線が円形の磁場を作り、もう一方の導線内を動く電荷がその磁場からローレンツ力を受けます。導線の長さが間隔に比べて十分長い場合、単位長さ当たりの力はF/L = μ₀I₁I₂ / (2πd)です。I₁とI₂は電流の大きさ、dは中心間距離、μ₀は真空の透磁率です。選択した平行部分の長さを掛けると、その区間の総力になります。 どちらの電流を増やしても相互作用は強まります。一方を倍にすると力も倍になり、両方を倍にすると力は四倍です。力は間隔に反比例するため、距離が倍になると単位長さ当たりの力は半分になります。導線間が空気または真空であることを仮定しています。また、細く直線状の平行導線を想定し、端部効果、周囲の磁性体、曲がり、他の電流経路を無視します。 力の向きは電流の向きで決まります。同方向の電流は引き合い、逆方向なら反発します。本計算機は電流と力の大きさを扱うため、引力か斥力かは実際の電流方向から判断してください。各導線には同じ大きさで逆向きの力が働き、ニュートンの第三法則に従います。実設備では、この分布力が母線やケーブル支持部に応力、振動、変位を生じさせることがあります。 この相互作用は電流の直接的な力学的効果を示すため、かつてアンペアの定義に用いられました。現在のSIでは旧来の力に基づく厳密な定義は使いませんが、この関係は今も電磁気学の基本です。距離と長さはメートル、電流はアンペアで入力し、結果はニュートン毎メートルとニュートンで読み取ります。間隔は最も近い表面間ではなく導線の軸間で測定してください。太い導体、近接した導体、有限の長さ、複雑な配線では数値電磁界解析が必要な場合があります。本理想計算機は教科書の問題、母線の概算、力の比較、詳細モデルの確認に適しています。選択した区間の長さに依存しない分布荷重と総力を明確に分け、ニュートン毎メートルを総ニュートン値と混同する誤りを防ぎます。