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======================================================================== ━┓→ Ｎ┃→ 仮想力線電磁気学 ━┛→ ======================================================================== ------------------------------------------------------------------------ ●第５２回 第３章・力線の理論（その20） ------------------------------------------------------------------------ 当メールマガジンを御購読いただき、誠にありがとうございます。 今回から、ローレンツ力に関連する話をしようと思います。 絵文字の図があるので、等幅フォントで御覧下さい。 **************************************** 56．運動によって生じる不思議な力 **************************************** マックスウェル方程式で説明・記述できない電磁気現象の一つに、ローレンツ力 があります。 電荷が磁場を横切るように運動すると、磁場と運動方向の双方に垂直な向きに、 電荷に電気力が働きます。 この電気力が、ローレンツ力です。 力線の理論では、ローレンツ力を説明・記述することが可能です。 力線の理論における電磁誘導の式、 {E} = -{vb}×{B} （１・１） は、（単位電荷に働く）ローレンツ力をそのまま表していると言えましょう。 電荷が磁場を横切るように運動する場合、電荷の系から見れば、磁力線が横切っ ていくことになります。 すると、磁力線の方向と、磁力線が運動する方向の、双方に垂直な方向に電気力 を受ける、というわけです。 ちなみに、電荷を q 、電荷の速度を {vq} 、電荷に働くローレンツ力を {F} と して、磁場（をもたらしているもの）の系から見た式を記すと、 {F} = q・( {vq}×{B} ) となります。 このように、力線の理論では、マックスウェル方程式では不可能な、ローレンツ 力の説明や記述が可能なのです。 **************************************** 57．誘導型モーター **************************************** さて、ローレンツ力を利用したものの一つに、誘導型モーターというものがあり ます。 その原理について説明しましょう。 まず、下図を御覧下さい。 ＿＿＿＿_ ／ ／l ／ ／ l l￣￣￣￣l l l Ｓ l l l l ／l → l l／ l l￣￣￣￣l l l l l l Ｎ l ／ l l／ ￣￣￣￣ ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ ／ ／ ／ ／ ￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣ 磁石の下に、銅板があります。（磁石とは接していない）。 そこで、磁石を向かって右側（矢印）の方向に動かすと、銅板はどうなるでしょ うか？、という問題です。 磁石（のＮ極）からは、磁力線がのびています。 そして、磁石を動かすと、磁力線も一緒に動きます。（下図は正面から見た図） │ │→ │ Ｎ │ └────┘ │││││→ ───────────── ↓↓↓↓↓→ すると、銅板の中の自由電子にとっては、磁力線が横切っていくわけですから、 電磁誘導により、磁力線と、磁力線の運動方向の双方に垂直な方向に電気力（ロ ーレンツ力）を受けます。 このため、自由電子は、すぐ上の図で言えば、画面手前から奥へ向かう方向に運 動します。 これを、銅板を真上から見た図で記すと、下図のようになります。（磁石は画面 の手前にあり、向かって右側に動くことになります。） ┌────────────┐ │ │ │ ↑ ↑ ↑ │ │ ・ ・ ・ │ └────────────┘ さて、自由電子がこの方向に運動すると、自由電子は、この方向にも（磁石から のびた）磁力線を横切ることになります。 すぐ上の図で言えば、磁力線の向きは、画面手前から奥へ向かう方向です。 このため、銅板中を運動する自由電子は、向かって右側にローレンツ力を受けま す。（下図） ┌────────────┐ │ → → → │ │ ↑ ↑ ↑ │ │ ・ ・ ・ │ └────────────┘ その結果、銅板は向かって右側、すなわち、磁石の動く方向と同じ方向に動くこ とになるのです。 このように、銅板は、磁石を追いかけるように運動するのです。 誘導型モーターは、この現象を利用したものです。 もっとも、実際のモーターの場合は、銅板が円筒形（または、円筒状のかご型。 円盤形のものも、原理的にはあり得る）のローター（回転部分）となります。 また、磁石の代わりに、（複数極の）固定された電磁石（ステーター）がありま す。 そして、磁石を動かす代わりに、電磁石のコイルに流れる電流を工夫するなどし て、回転磁界を作ります。 この回転磁界を追いかけるようにして、ローターが回るわけです。 以上が、誘導型モーターの原理です。 ＊ ＊ ＊ さて、ここで述べたことを応用すると、惑星の地磁気や自転というものが、電磁 気現象として説明できるようになります。 次回は、そのことについて説明します。 ======================================================================== 発行者 ： ｔａｒｋｕｎ（たーくん） mailto:tarkun2@yahoo.co.jp 配信 ： MailuX http://www.mailux.com/ バックナンバーの閲覧、購読の解除、配信先の変更は、下記のＨＰへ。 http://www.f8.dion.ne.jp/~tarkun/mm/mailux.htm 購読の解除や、配信先の変更は、御自分でお願いします。 ======================================================================== |