コンデンサー周辺の磁場の様子

(1)磁場の源(直線電流、プレート)のつくる磁場

この例題で周辺の磁場がどのようになっているかを調べてみる。磁場の源となっているのは直線電流の部分と、コンデンサーのプレート(放射状電流) 部分である(詳しくは第２節、第３節を参照）。これらをそれぞれ分けて考えてみることにする。

(a)直線電流の部分(B_wire)
いま、コンデンサーのプレート間の距離は非常に小さいと考えているから、直線電流の部分がつくっている磁場は、近似的に無限の直線電流のまわりの磁場と同じになる。この磁場はよく知られた下図のような場である(Ref(1)[p.217,p226])。

(b)コンデンサーのプレートのつくる磁場(B_plate)
次にコンデンサーのプレートのつくっている磁場を考えてみる。

(b1)緑のプレートのつくる磁場(B_plate-green)

図に緑で示した方のプレートが作る磁場のみを考えてみると、電流は放射状に広がっているから、上図の右横から見た場合、左横から見た場合について、以下のようになることがわかる。

もちろん、どちらから見ても、同じ(時計回り)方向の磁場である。よって、少し考えると、プレートの表・裏では逆向きの磁場が生じていることがわかる。

(b2)オレンジのプレートのつくる磁場(B_plate-orange)

さらに、もう一つのコンデンサーのプレート(オレンジ色のほう)のつくっている磁場を考えてみると、コンデンサーのプレートの左右で先ほどと逆になるだけである。

以上をもとにこのコンデンサー（＆直線電流）の周りの磁場を求めてみることにする。

(2)コンデンサーのプレート間以外の場所での磁場の様子

コンデンサーのプレート間以外の場所では、２枚のコンデンサーの作る磁場がそれぞれ反対方向を向いている (上記(b1)、(b2)で①と③もしくは②と④をあわせて考えてみればよい)。さらに、コンデンサーのプレート間の距離は非常に小さいから、どちらのプレートからの距離も近似的に等しいと考えることができる。そうすると結局２枚のコンデンサーの作る磁場の大きさは等しく、反対方向を向いていることになる(下図参照)。