磁場中のコイルが受ける偶力(モーターの原理)
着眼点長方形コイルの向かい合う2辺が逆向きの力を受け、偶力でコイルが回る。コイル面が磁場と平行のとき最大、垂直のとき0。
磁場に垂直な辺(長さ a)が受ける力 IBa。腕の長さはもう一方の辺 b の半分ずつ。
N_{\max} = IBa\times b = IBS例題
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1辺 0.10\ \mathrm{m} の正方形の1回巻きコイルに 2.0\ \mathrm{A} を流し、0.50\ \mathrm{T} の磁場中にコイル面が磁場と平行になるよう置いた。力のモーメントの大きさを求めよ。
解答
磁場に垂直な2辺がそれぞれ IBa = 2.0\times0.50\times0.10 = 0.10\ \mathrm{N} を逆向きに受ける。各力の腕は 0.050\ \mathrm{m}。N = 2\times0.10\times0.050 = 1.0\times10^{-2}\ \mathrm{N\cdot m}
ポイント回り続けるにはコイル面が磁場と垂直になるたびに電流の向きを反転させる(整流子)。