磁場

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磁場（magnetic field）は、電流や磁性体などによって生じ、運動する電荷や磁気モーメントに作用する場である。

ローレンツ力

速度 v で動く電荷 q は、磁場 B によって q(v×B) の力を受ける。この磁気力は速度に垂直である。

電流や時間変化する電場が磁場を作る。電場と磁場はマクスウェル方程式により統一的に記述される。

面を貫く磁場の量を磁束と呼ぶ。電磁誘導では磁束の時間変化が起電力と結び付く。

一様磁場に垂直に入った荷電粒子では、磁気力の大きさ|q|vBが向心力mv²/rとなり、半径r=mv/(|q|B)の円運動をする。磁場に平行な速度成分もあれば、その成分は変わらず、らせん状の軌道になる。ここでは非相対論的な粒子と一様な磁場を仮定している。

一様な磁場B=0.2 Tが面積0.03 m²の平面へ垂直に通るなら磁束はBA=0.006 Wbである。磁場と面の法線の角をθとするとBA cosθとなるので、角度は面そのものとの角ではない。曲面や不均一な磁場では面積分で定義する。

点電荷への磁気力は速度と厳密に垂直で、F·v=0となるため、磁場だけでは速さを変えない。ただし速度の向きは変える。磁性体への力やコイルの運動を扱うときは、電源・電場・内部構造も含めたエネルギー収支が必要になる。磁力線が閉じるという性質は、古典電磁気学の∇·B=0に対応する。

電荷が磁場と平行に運動しているとき、磁気力は働くか。

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v×B=0なので磁気力は0。電場が同時に存在すれば、電気力は別に働き得る。

資料確認日：2026-10-12。