磁気モーメント計算機 (棒磁石・トルク)
磁極の強さとトルクの関係を計算
① 磁気モーメントを計算 (棒磁石モデル)
磁気モーメント (μ)
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Aċm²
↓↓ この値を下のトルク計算に使います
② トルクを計算 (磁場中の回転力)
トルク (τ)
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Nċm
磁気モーメントと棒磁石
棒磁石は、N極とS極という2つの磁極を持っています。これらの極の強さを $m$ (Wb)、極間の距離を $l$ (m) とすると、磁気モーメント $\mu$ の大きさは以下のように定義されます。
$$ \mu = m \cdot l $$
方向はS極からN極に向かうベクトルとして定義されます。
磁場中のトルク(回転力)
磁気モーメント $\mu$ を持つ磁石を一様な磁場 $B$ の中に置くと、磁石の向きと磁場の向きを揃えようとする回転力(トルク)が働きます。トルク $\tau$ の大きさは以下の通りです。
$$ \tau = \mu B \sin(\theta) $$
- τ (タウ): トルク(力のモーメント) [Nċm]
- μ: 磁気モーメント [Aċm²]
- B: 磁束密度 [T]
- θ: 磁気モーメントと磁場のなす角
角度が90度のときトルクは最大になり、0度(同じ向き)になるとトルクはゼロになり安定します。これが方位磁針が北を向く原理です。