電動機：電流＋磁石＝回転
- 電動機の中にはすべて、磁場中に置かれた電流流通ワイヤーがあり、押し出される。
- 電流とは移動する電荷のことなので、磁場は整個ワイヤーを横方向に押す。
- 半回転ごとに電流を逆転させると、その押し出しが連続的な回転となる。
- この「モーター効果」とその逆転は、私たちのほぼすべての機械に動力を与えている。
モーター効果
- 電流 $I$ 、長さ $L$ のワイヤーが磁場 $B$ 中で受ける力は $F = BIL$ である。
- 単一の電荷受到的力と同様、それは電流と磁場の両方に垂直である。
- 電流または磁場を逆転させると、力の向きも反転する。
- 電流が大きくなったり、磁場が強くなったり、ワイヤーが長くなったりすると、より大きな力が得られる。
電流に対する力
磁場、電流、長さを変化させると、モーター効果による力の反応を確認できる。
$0.5\ \text{m}$ の導線が $4\ \text{A}$ で $2\ \text{T}$ 磁場に対して直角に流れる。これにより受ける力はいくつ $\text{N}$ か？
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$F = BIL = 2 \times 4 \times 0.5 = 4\ \text{N}$.
磁場中の電流を流す導線にかかる力は：
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$F = BIL$ — 電流に対するモーター効果の力。
導線を流れる電流を逆転させると、力の向きも逆転する。
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
電流（または磁場）を逆転させると、力の向きが反転する。
導線に対するモーター効果の力を増やす変数をすべて選べ。
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$F = BIL$は磁束、電流、および導線の長さに比例して増加する。電場と並行な電流では、磁力はゼロとなる。
フレミングの左手則
- 左手を向く：第一指＝磁場、第二指＝電流、親指＝力。
- これらを直角に合わせると、三つの垂直方向が得られる。
- ワイヤーがどの方向に押されるかを見つける早道である。
- （電流受到的力には左手を使う；右手は正の電荷の速度には使った。）
電流を含む導線に対する力の法則は、どちらの手のものか？
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フレミングの左手則は、電流に対する力の向きを示す：磁場、電流、力。
電流は自身でも磁場を作る
- 逆もまた真実である：電流流通ワイヤーは自身周囲に磁場を作る。
- ワイヤーをコイルに巻くと、磁場が加算されて強力な電磁石になる。
- 電流を遮断すると磁場が消滅し、制御可能な磁石となる。
- 電磁石は廃車リサイクルのクレーン、ドアベル、スピーカーの駆動に使われる。
電流を含むコイルは ____ として振る舞う。
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コイルの磁場は加算され、強力かつスイッチ可能な電磁石を作る。
電流流通ワイヤー受到的力には左手（フレミングの左手則）を使う——誤って別の手を選んでしまうことが多い。また、力は電流が磁場を横切ることを必要とする：磁場と平行な電流を持つワイヤーには力は働かない。
長さ $0.5\ \text{m}$ のワイヤーが $4\ \text{A}$ で磁場 $2\ \text{T}$ を横切っている。
- $F = BIL = 2 \times 4 \times 0.5 = 4\ \text{N}$.
電流を $8\ \text{A}$ に倍増させると、力も $8\ \text{N}$ に倍増する。
磁場中を流れる電流流通ワイヤーは、電流と磁場に垂直なモーター効果力 $F = BIL$ を受ける（フレミングの左手則）。電流や磁場を逆転させると反転する。電流はまた磁場を作る——これが電磁石の基礎である。