磁気・電磁力17【電験3種理論】直線状導体の周りにできる磁界と磁力線の性質！令和4年下期 A問題3 完全解説

2026年7月12日2026年8月1日

電験3種理論科目電磁気（磁気・電磁力）令和4年度下期 A問題3 右ねじの法則で分かる！導体の周りの磁力線は？

今回は令和4年度下期理論科目 A問題3を解説します。無限に長い直線状導体に電流を流したときにできる磁界と磁力線の性質について、空欄（ア）〜（エ）を埋める問題です。

直線電流の周囲には導体を中心とする同心円状の磁界ができます。小磁針のN極が磁界の向きを指し、その向きに矢印を付けた線が磁力線です。H＝I/(2πr)より、磁界の強さは電流Iに比例し、導体からの距離rに反比例します。

令和4年度下期理論科目 A問題3：問題文と選択肢

まずは、令和4年度下期に実際に出題された問題文と選択肢を確認しましょう。

電験3種理論科目磁気・電磁力令和4年度下期 A問題3 問題文 — 令和4年度下期理論科目 A問題3 問題文

出典：一般財団法人電気技術者試験センター「令和4年度下期第三種電気主任技術者試験」理論科目 A問題3

電験3種理論科目【電磁気（磁気・電磁力）】令和4年度下期 A問題3

　無限に長い直線状導体に直流電流を流すと、導体の周りに磁界が生じる。この磁界中に小磁針を置くと、小磁針の（ア）は磁界の向きを指して静止する。そこで、小磁針を磁界の向きに沿って少しずつ動かしていくと、導体を中心とした（イ）の線が得られる。この線に沿って磁界の向きに矢印をつけたものを（ウ）という。また、磁界の強さを調べてみると、電流の大きさに比例し、導体からの（エ）に反比例している。

上記の記述中の空白箇所（ア）〜（エ）に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

（ア）（イ）（ウ）（エ）
(1) N極放射状電気力線距離の2乗
(2) N極同心円状電気力線距離の2乗
(3) S極放射状磁力線距離
(4) N極同心円状磁力線距離
(5) S極同心円状磁力線距離の2乗

	（ア）	（イ）	（ウ）	（エ）
(1)	N極	放射状	電気力線	距離の2乗
(2)	N極	同心円状	電気力線	距離の2乗
(3)	S極	放射状	磁力線	距離
(4)	N極	同心円状	磁力線	距離
(5)	S極	同心円状	磁力線	距離の2乗

出題のポイント：「磁力線か電気力線か」「1乗か2乗か」の2点で決まる

空欄が4つありますが、実際に判断が必要なのは2か所だけです。（ウ）磁力線か電気力線かと、（エ）距離の1乗か2乗か——ここさえ押さえれば正解に届きます。

無限に長い直線電流がつくる磁界

$$H=\frac{I}{2\pi r}\;\mathrm{[A/m]}$$

※分母が $2\pi r$——つまり距離 $r$ の1乗に反比例します。2乗ではありません。これは半径 $r$ の円周 $2\pi r$ に電流が「広がる」というイメージそのものです。

紙面の手前向きと奥向きの直線電流に対する反時計回りと時計回りの同心円状磁界を示す図 — 直線電流の周囲の磁界は同心円状で、向きは右ねじ則に従います。

空欄を1つずつ埋める

（ア）小磁針の N極が磁界の向きを指す

磁界の向きは「N極が受ける力の向き」で定義されています。方位磁針のN極が北を指すのは、地球の磁界がその向きだからです。定義そのものなので、迷う余地はありません。

（イ）導体を中心とした同心円状の線

右ねじの法則——右ねじを電流の向きに進めるとき、ねじを回す向きが磁界の向きです。したがって磁力線は導体を軸とする同心円になります。

☝️ ひっかけの作り方：「放射状」は電荷がつくる電気力線の形です。点電荷から四方八方へ出ていく形を思い浮かべてください。直線電流のまわりは、電流を取り巻く輪——形がまったく違います。

（ウ）磁界の向きに矢印をつけたものを磁力線という

磁界の線なので磁力線です。電気力線は電界を表す線で、この問題には出てきません。

（イ）で「放射状」を選んだ人は（ウ）で「電気力線」を選ぶ——選択肢はそのように組んであります。2つの空欄がセットで動くように設計されています。

（エ）導体からの距離に反比例する

$H=\dfrac{I}{2\pi r}$ より、$r$ の1乗に反比例します。

配置	式	距離への依存
点電荷のクーロン力	$F=k\dfrac{Q_1Q_2}{r^2}$	2乗に反比例
点磁極の磁界	$H=k_m\dfrac{m}{r^2}$	2乗に反比例
無限長直線電流の磁界	$H=\dfrac{I}{2\pi r}$	1乗に反比例
円形コイル中心の磁界	$H=\dfrac{I}{2r}$	1乗に反比例

「点」から出るものは2乗、「線」から出るものは1乗——こう整理しておくと迷いません。点なら球面（$4\pi r^2$）に広がり、線なら円筒側面（$2\pi r l$）に広がるからです。

円形アンペール経路と接線方向の磁界及びN極が磁界方向を指す小磁針を示す図 — ∮H・dℓ＝IよりH＝I/(2πr)。小磁針のN極は磁界の接線方向を指します。

答え（ア）N極　（イ）同心円状　（ウ）磁力線　（エ）距離　→　選択肢(4)

四つの空欄をN極同心円状磁力線距離と決定し正答4を示す解答図 — （ア）N極、（イ）同心円状、（ウ）磁力線、（エ）距離の組合せで正答は(4)です。

選択肢の消し方：1か所でも誤りがあれば消える

	（ア）	（イ）	（ウ）	（エ）	判定
(1)	N極	放射状 ×	電気力線 ×	距離の2乗 ×	3か所誤り
(2)	N極	同心円状	電気力線 ×	距離の2乗 ×	2か所誤り
(3)	S極 ×	放射状 ×	磁力線	距離	2か所誤り
(4)	N極	同心円状	磁力線	距離	◎ すべて正しい
(5)	S極 ×	同心円状	磁力線	距離の2乗 ×	2か所誤り

（エ）を「距離」と判断するだけで、(1)(2)(5)の3つが同時に消えます。残った(3)と(4)は（ア）（イ）で決着——実質2ステップの問題です。

💡 覚え方
$2\pi r$ は円周の長さ。「電流 $I$ が半径 $r$ の円周にならされる」と考えれば、$H=I/(2\pi r)$ は覚える必要すらありません。アンペールの法則 $\oint H\,dl=I$ で、経路長が $2\pi r$ だからです。

⏱️ 本番での進め方
❶ 一番自信のある空欄から埋める。この問題なら（エ）が最も判断しやすい。
❷ 1か所決まれば複数の肢が消えるので、全部の空欄を考える必要はない。
❸ 「放射状＝電気力線／同心円状＝磁力線」はセットで覚える。選択肢もセットで動く。
❹ 点は2乗・線は1乗。広がる先が球面か円筒側面かの違い。

この分野はほぼ毎年どこかで出題されます。手を動かして解ける状態にしておけば、本番で確実に得点できます。