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平成15年度 通信講習用 船舶電気装備技術講座(電気工学の基礎編、初級)

 事業名 船舶の電気装備に関する技術指導等
 団体名 日本船舶電装協会 注目度注目度5


2・3・3 円形電流による磁界
 図2・8(a), (b)によってわかるように円形電流によって右ねじの法則に従う磁界ができる。すなわち, 前ページの右ねじの法則において電流と磁界との関係を取り替えて考えればよいから電流をねじの回る向きにとれば, 磁界はねじの進む方向に生ずることになる。
 
図2・8
 
 図2・9のように, 鉄心にコイルを巻いて電流Iを流せば, 2・3・3のように磁力線ができ, また, 鉄心も磁化されるこの場合, 強い電磁石となる。
 この鉄心に生じる磁束はコイルの巻数Nと流れる電流I〔A〕との積NIに比例する。
 
図2・9
 
 NIは磁束を生じる能力を表すからこれを起磁力といい単位にはアンペア〔単位記号A〕を用い, また, アンペア回数, 〔単位記号AT〕も用いる。
 また, コイルの長さをl〔m〕とすれば, コイル内部の磁界の強さ
 
 
である。これを起磁力という。起磁力は電気回路における起電力に対応するものである。
(1)電磁力・フレミングの左手法則
 
図2・10
 
 図2・10のようにN極, S極間の磁界中に導体をおき, これに電流を紙面の裏から表に向かって流せばこの電流に作用する力(電磁力)が働き, 図の場合導体は上方に動くことになる。
 1885年イギリスのフレミングは, 磁界の方向, 電流の方向と電磁力の方向の関係について, 左手の法則の考えを示したこれをフレミングの左手の法則という。
 次にこの関係を図示して説明する。(図2・11(a), (b)参照のこと。)
 
図2・11 フレミングの左手の法則
 
 「左手の親指, 人さし指及び中指を互いに直角に曲げ, 人さし指を磁界の方向(B)に, 中指を電流の方向(I)に向けると親指の方向(F)が電磁力の方向を示す」ことになり電動機の回転する原理はこれによって説明することができる。
(2)電磁力の大きさ
 電磁力の大きさは次のように定めてある。
 「磁束密度が1〔Wb/m2〕の磁界中で, 磁界と直角方向にI〔A〕の電流が流れる導体があるとき, その導体の単位長1〔m〕当たりに働く電磁力は1〔N〕(ニュートン)である」としている。
 
図2・12
 
 図2・12において, F=BlI〔N〕が上記の電磁力Fの値であるが, 図ではlの長さの導体が, 磁界に対して直角になっていないから, 直角に計算上なおす関係で, lsinθとすれば点線で示したlの長さになる。よって一般的な式として, 次の式が電磁力となる。
F=BlIsinθ〔N〕・・・(2・7)
B=磁束密度〔Wb/m2
l=導体長さ〔m〕
I=アンペア〔A〕
(3)電流力
 
図2・13
 
 図2・13において(a)は導体A及びBに流れる電流が何れも同方向であり, (b)は導体Aと導体Bとでは流れる電流方向が互いに逆方向である。
 この場合(a)では両方の導体は吸引し, (b)では両方の導体は反発する。このように平行導体間に流れる電流間に働く電磁力を特に電流力という。
 これは, 一方の電流がつくる磁力線(図ではA導体による。)と他方の電流(図ではB導体)との間の電磁力の作用と考えてよい。
 応用例として短絡時の母線間の電流力及び電流力計形計器等がある。







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