理論静電気・電磁気磁気・磁界・インダクタンス★★☆☆☆
ビオ・サバールの法則と電流による磁界
概要
ビオ・サバールの法則は、電流が作る磁界の強さを計算する基本法則である。直線・円弧・扇形などの導線形状ごとに公式があり、直線電流の延長線上では磁界への寄与がゼロとなる点が重要。複数の電流部分が作る磁界は重ね合わせの原理によりベクトル合成で求める。
📖用語
ビオ・サバールの法則：電流素片が作る微小磁界を計算する基本法則。直線・円弧などの形状の電流が作る磁界を積分によって求める際に用いる。
磁界強さ（H）：電流が空間に作る磁場の強さ。単位は [A/m]。真空中の磁束密度 B との関係は B = μ0H である。
重ね合わせの原理：複数の電流が作る磁界は、それぞれが単独に作る磁界をベクトル合成することで求められる原理。
電流の流れる導線は周囲に磁界を生じる。ビオ・サバールの法則はその磁界の強さを計算する基本法則。
📐基本公式：直線電流が作る磁界
無限長の直線電流 I[A] から距離 r[m] の点の磁界：
H = I2πr [A/m]
📐基本公式：円形電流が中心に作る磁界
半径 r[m]、電流 I[A] の円形 1 ループの中心磁界：
H = I2r [A/m]
📐基本公式：円弧電流が中心に作る磁界
半径 r[m]、中心角 θ[rad] の円弧（14 円弧なら θ = π2）：
H = I × θ4π × r [A/m]
14 円弧（θ = π2）の場合：
H = I8r [A/m]
直線電流の特殊なケース：延長線上の点
直線電流の「延長線上」にある点では、ビオ・サバールの法則で dl × r̂ = 0 となり
磁界への寄与はゼロ。扇形導線などで O 点を向く直線部分は O の磁界に寄与しない。
重ね合わせの原理
複数の電流が作る磁界は各々の磁界をベクトル合成する。
向きが逆なら差し引き、同じなら加算する（右手の法則で向きを確認）。
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