チャパ さんの書込 (2005/01/03(Mon) 11:53)

ソレノイドの磁界は，Ｈ＝ｎＩ（ｎ＝単位長さあたりの巻き数，Ｉ＝電流）なのですが，これは，つまり，針のような細いものに導線や，エナメル線を巻けば効率よく磁界ができる！ッと言うことですか？

やかん さんのレス (2005/01/04(Tue) 14:41)

チャパさん，ご無沙汰してます．お元気でした？

＞これは，つまり，針のような細いものに導線や，エナメル線を巻けば効率よく磁界ができる！ッと言うことですか？

う〜ん，きっとそうなんでしょうかねえ，そんな気がしますねえ・・． （自信なくてスミマセン）

CO さんのレス (2005/01/04(Tue) 14:53)

チャパさん，こんにちは．

ご質問についてですが，

> ソレノイドの磁界は，Ｈ＝ｎＩ（ｎ＝単位長さあたりの巻き数，Ｉ＝電流）なのですが

から，

> これは，つまり，針のような細いものに導線や，エナメル線を巻けば効率よく磁界ができる

というように推論した過程を書いていただけますか．どのようにして「つまり」なのかがよくわかりません． (単位長さあたりの巻き数を勘違いしている?) 「効率よく磁界ができる」というのは「同じ電流の強さでより強い磁界が生じる」と読めば良いのでしょうか...?

チャパ さんのレス (2005/01/04(Tue) 18:38)

やかんさん久しぶりです．私は元気です．覚えてくれててありがとうございます． ＣＯ＠物理のかぎプロジェクトさん，説明が不十分ですみません．今後きおつけます． では，もう少し詳しく言うと，コイルの長さをＬ，巻き数をＮとしたとき，コイルの単位長さあたりの巻き数はＮ/Ｌ＝ｎとなります．電流をＩとすると，ソレノイドの磁界は，Ｈ＝ｎＩですから，同じ電流の強さでより強い磁界を生じさせるためには，針のような細い物に巻くと良いと言うことですか？，と言う意味でしたけど，この質問に付け加えをすると，コイルの長さがＬ＝５で１回巻いたのと，コイルの長さがＬ＝１０で２回巻いたのでは単位長さあたりの巻き数は同じ（ｎ＝１／５）なので，何回巻いても同じなので，１回巻いた後，その外周りを巻いていって平べったく作った方が，同じ電流で効率よく磁界が作れるのですか？．

CO さんのレス (2005/01/05(Wed) 03:37)

チャパさん丁寧な解説ありがとうございました． しかし私の質問が意図するのは「Ｈ＝ｎＩですから」から，どのようにして「針のような細い物に巻くと良い」という結論が出てきたのかということです． わかりにくかったようでしたら申しわけありませんでした．

ところで,コイルの長さ L とは何かについて説明していただけますでしょうか．

チャパ さんのレス (2005/01/05(Wed) 11:20)

いやいや，名前に気が付いてくれてありがとうございます．（チャバになってた） 「今後気を付けます」と書いておきながら説明不足ですみません．説明をおろそかにしていました．では，上のことは気にせずもう一度聞いてください． 一様なぜこのような事を聞くかというと学校の課題研究で永久磁石を使わないモーターを作ることになったからです．（学校で物理を知っている先生がいないから聞くこともできないし・・・）（今まで独学でがんばってきた）本題にはいると，例えば，何かの棒にコイルを巻いたものと考えてください．Ｌを巻くのに使ったコイルの長さと定義します．同じくＮを巻き数と定義します．ですから，単位長さあたりの巻き数は，Ｎ/Ｌとなります．これを記号でｎ（＝Ｎ/Ｌ）と表すことにします．電流を記号でＩとします．ソレノイドの磁界は，Ｈ＝ｎＩと言う公式があります．つまりこの公式は，長さ（Ｌ）に反比例するのですから，Ｌを小さくした方が磁界は大きくなりますよね．例）Ｌ＝５で一巻き，Ｌ＝３で一巻き，で後者の方が単位長さあたりの巻き数ｎ（＝Ｎ／Ｌ）が大きいですよね．つまり，一巻きする長さが短いほど，単位長さあたりの巻き数が大きくなります．なので，針のような細い物に巻けば，一巻きの長さが，短くなると考えたのです．あと，その後に書いている質問を説明すると１回巻くのにＬ＝３（長さ）を使ったとしたら，２回巻くのにＬ＝６（長さ）を使うことになりますよね，このようにやっていっても，単位長さあたりの巻き数はｎ（＝Ｎ/Ｌ＝１／３＝２／６）変わりませんよね．つまり，電磁石を作るときソレノイド（棒に巻き付ける）のように巻いても１回巻いたのと２回，３回と巻いたのとでは，変わらないのでは？という質問でした．

Dr.StrangeLab さんのレス (2005/01/05(Wed) 15:29)

「単位長さ当たりの巻数」ですが，これは，「コイル用の線の単位長さ当たりの巻数」 でなくて，「コイルの単位長さ当たりの巻数」です． つまり， ／／／／／／／／／／ではなく， と巻いたほうが強くなるということです．

tomo さんのレス (2005/01/05(Wed) 15:57)

チャパさん，みなさんこんにちは．

> ソレノイドの磁界は，Ｈ＝ｎＩと言う公式があります．

とありますが，チャパさんはこの式を導出してみたことがありますか？ 導出過程はいくつかあると思いますが，易しいのはビオ・サバールを使ったものでしょうか． 導出したことがあれば分かるでしょう．この公式が成り立つには， そのソレノイドがある条件を満たしていることが必要です． ソレノイドの磁界がいつもいつもH=nIとなっているわけではありません．

> 電磁石を作るときソレノイド（棒に巻き付ける）のように巻いても１回巻いたのと２回，３回と巻いたのとでは，変わらないのでは？

この疑問も解消されると思います．がんばってください．

Dr.StrangeLab さんのレス (2005/01/05(Wed) 16:03)

あ，先を越された…orz tomoさんの述べられていた式の導出については，

• http://csx.jp/~imakov/elemag/node13.html#SECTION000133000000000000000

などを読んでいただければいいかと思います． 環状電流の中心の磁界H=I/2a（aは環状電流の半径）にあった半径aが ソレノイドの中心の磁界H=nI（nは単位長さ当たりの巻数）では消えている理由も わかりますよ．

CO さんのレス (2005/01/06(Thu) 00:41)

すでに Dr.StrangeLab さんがご指摘されているように

> 「単位長さ当たりの巻数」ですが，これは，「コイル用の線の単位長さ当たりの巻数」でなくて，「コイルの単位長さ当たりの巻数」です．

ということです．ここを勘違いされていたようですね．

やかん さんのレス (2005/01/06(Thu) 10:22)

>つまり， ／／／／／／／／／／ではなく， と巻いたほうが強くなるということです．

>環状電流の中心の磁界H=I/2a（aは環状電流の半径）にあった半径aが ソレノイドの中心の磁界H=nI（nは単位長さ当たりの巻数）では消えている

>単位長さ当たりの巻数」ですが，これは，「コイル用の線の単位長さ当たりの巻数」でなくて，「コイルの単位長さ当たりの巻数

あっ，そういえばそうだ．本で読んだときは知ってたつもりがすっぽり勘違いしました． これはむしろ細いものに巻くのではなくて，細いエナメル線の方が，単位コイル長さあたりの巻き数が多くなるかな．でも，細いと電気抵抗多くなって，電流減るかな？直径1/2だと２倍巻けるけど，断面積1/4になるから，抵抗４倍，電流1/4，差し引き，あれっ，かえって損かなあ．

チャパ さんのレス (2005/01/06(Thu) 14:11)

すみません，私の勘違いでした．私にとって公式の証明は，何より（使い方とかより）大切だと思っていましたが，この分野はどうやらおろそかにしていたようです．