磁場はなぜできるの？正体と仕組みを知っておこう

磁石が鉄を「ピタッ」と引き寄せたり、方位磁針が迷わず北を指し示したり。
私たちの身の回りには、磁場（じば）という不思議な力が、当たり前のように存在していますよね。

でも少し立ち止まって考えてみると

「そもそも、どうしてそんな力が生まれるの？」
「何も見えないのに、なぜ引っ張られるの？」

と、意外と説明できない人も多いかもしれません。

実は磁場の正体は、とてもシンプル。 電気が動くことで生まれる、目には見えない力の広がりなんです。

磁場は、特別な物質だけが持つ魔法ではなく、「電気の動き」によって自然に生まれる現象です。

電線に電気を流すと、まわりに磁場ができる。
電子がぐるぐる動いている場所には、必ず磁場が生まれる。

磁石も地球も、その延長線上にある存在なんですね。

このページでは、 磁場はなぜ生じるのか、 その正体は何なのか、そして私たちの生活とどう結びついているのかを、できるだけ身近な例を使いながら、噛み砕いて解説していきます。

「なんとなく不思議」だった磁場が、「ああ、そういうことか」と腑に落ちる。
そんな感覚を目指して、一緒に見ていきましょう。

このページの目次

そもそも磁場ってなんなの？
- 「磁力が働く空間」が磁場！
- 磁場ができる正体は「電流」だった！
原子レベルで見る磁場の仕組み
磁場が作り出す不思議な力の世界

そもそも磁場ってなんなの？

馬蹄形磁石と鉄粉
鉄粉が磁場の方向に沿って整列し、磁場の働く空間が可視化されている。

出典：Photo by Frank Eugene Austin / Public domainより

磁場という言葉、ちょっと難しそうに聞こえますが、考え方はとてもシンプルです。

磁場とは、ひとことで言えば 「磁石や電気のまわりに広がる、磁力が影響を及ぼす空間」のこと。

磁場は“力そのもの”ではなく、「力が作用できる範囲」を表す考え方なんです。

「磁力が働く空間」が磁場！

たとえば磁石を机の上に置いて、そこに鉄をそっと近づけてみると──
触れる前なのに、スッと引き寄せられますよね。

これは、磁石の周囲に目には見えない磁場が広がっていて、鉄がその空間の中に入った瞬間、磁力の影響を受けるから。

つまり、磁石が急に力を出しているわけでも、鉄が自分から飛びついているわけでもありません。

ただ、そこに 磁力が働く“フィールド”が最初から存在している。
その中に入ったから、引っぱられる。
それだけのことなんですね。

見えないけれど、確かにそこにある。
それが、磁場という存在です！

磁場ができる正体は「電流」だった！

電流が作る磁場の模式図
直線導線に電流が流れると、その周囲に円形の磁場が形成される様子を示す図。右ねじの法則により磁場の方向が決定される。

出典：Title『Electromagnetism』-Image by Stannered / GNU Free Documentation License,Wikimedia Commons CC BY-SA 3.0より

磁場が生まれる理由を、思いきって一言で言ってしまいましょう。
答えはとてもシンプルで、「電気が動くこと」＝電流があるからです。

電気がじっと止まっているだけなら、磁場は生まれません。
でも、電気が流れはじめた瞬間──
なぜかそのまわりに、磁力がふわっと広がる。

これは偶然でも気まぐれでもなく、物理の世界では揺るがない大前提。
「電流があれば、必ず磁場ができる」という、絶対ルールなんです。

磁場の正体は、電気が動いた結果として自然に生まれる“力の広がり”なんですね。

ここで、身近な例をいくつか見てみましょう。

電線に電流が流れると、その周囲に磁場が生じる
──これが電磁石の基本的な仕組みです
地球に磁場がある理由は、地球内部で溶けた金属がグルグル動いているから
──その動きが巨大な電流を生み出しています
太陽の磁場も同じ
──高温のプラズマが激しく動き、強力な電流が発生しています

スケールは違っても、やっていることは同じ。
電線も、地球も、太陽も、 「電気が動く → 磁場ができる」という流れから逃れられません。

こうして考えると、磁場は特別な存在ではなく、電気が動く場所なら、どこにでも現れるごく自然な現象。

目には見えないけれど、確かにそこに広がっている“力の空間”。
それが、磁場なんです。

原子レベルで見る磁場の仕組み

棒磁石がつくる磁場（磁力線）の可視化
永久磁石は電流なしでも磁場を保ち、N極とS極を持つ。
周囲に広がる磁力線が、方位磁針の向きで見える形に表されている。
出典：『Bar magnet on compass board with field lines』-Photo by Chetvorno／Wikimedia Commons CC BY-SA 4.0

では、永久磁石は電池も電線も使っていないのに、どうして最初から磁場を持っているのでしょうか？

答えは意外とシンプル。
これもやっぱり、原子の中で電子が動いているからなんです。

磁石になる物質の内部を、ぐっと小さくのぞいてみると──
そこでは電子たちが、じっと止まっているわけではありません。

電子が原子の周りをぐるっと回る（公転）
電子自身がコマのように回転する（スピン）

この二つの動き、実はどちらも電気が動いている状態。
つまり原子の中では、目に見えないほど小さなミクロな電流が常に発生しているんです。

永久磁石の正体は、原子の中で生まれた小さな電流が、きれいに足並みをそろえている状態なんですね。

普通の物質では、電子の向きがバラバラで、磁力はお互いに打ち消し合います。

でも磁石になる物質では、このミクロな電流の向きが、同じ方向にそろいやすい。
すると、弱い磁力が足し合わさって、どんどん強くなっていきます。

その結果──
物質全体として、しっかりした磁場を持つ。
これが、永久磁石です。

だから永久磁石も、決して「何もしていない存在」ではありません。 原子レベルでは、小さな電流が絶えず流れ続けている。
その積み重ねが、あの「ピタッ」とくっつく力を生み出しているんですね。

磁場が作り出す不思議な力の世界

磁場が存在することで、私たちの暮らしの中では、じつにいろんな「便利」や「なるほど」が生まれています。
ふだんは意識しませんが、気づかないところで、磁場はしっかり働いているんですね。

まずは、代表的な例をまとめて見てみましょう。

方位磁針がいつも北を指すのは、地球そのものが巨大な磁石だから
モーターや発電機が動くのは、磁場と電流が影響し合う性質を利用しているから
スマホやパソコンの記録装置（ハードディスク）は、磁場の向きで情報を保存している

こうして並べてみると、磁場が関わっていない日常のほうが、むしろ少ないくらいです。

磁場は見えないけれど、私たちの生活を根っこから支えている“縁の下の力持ち”なんです。

方位磁針：地球そのものが巨大な磁石

方位磁針（磁気コンパス）
磁化した針が地球磁場にそろい、北の方向を指し示す。
見えない磁場を、針の回転という動きで読み取る道具。
出典：『Kompas Sofia』-Photo by Bios~commonswiki／Wikimedia Commons CC BY-SA 3.0

方位磁針がいつも北を向くのは、偶然でも不思議パワーでもありません。
理由はとてもシンプルで、地球の内部で生まれている地球磁場に、針が素直に引っ張られているだけなんです。

地球の中心付近では、溶けた金属がゆっくり動き続けています。
その動きによって大きな電流が生まれ、結果として地球全体を包み込む磁場が形成されているんですね。

方位磁針は、その地球規模の磁場の流れを正直に示しているだけの存在です。

だから特別な操作をしなくても、置いただけでクルッと向きをそろえてくれる。
人間が何もしなくても、ちゃんと北を教えてくれるわけです。

つまり私たちは、気づかないうちに「地球サイズの巨大な磁石の上」で暮らしている、ということ。
そう思うと、いつもの方位磁針も、ちょっとスケールの大きな存在に見えてきますね。

モーターと発電機：動きと電気をつなぐ仕掛け

分解された小型コアレスDCモーター
コイルやシャフトが露出した状態で、磁場と電流で回転力を生む構造が見える。
磁場の作用を回転運動へ変換する仕組みの実物例。
出典：『Miniature Coreless DC Motor』-Photo by Avsararas／Wikimedia Commons CC BY-SA 3.0

モーターの中で起きていることは、意外とシンプル。
ポイントは、電流 × 磁場という組み合わせです。

磁場のある空間に電流を流すと、電線やコイルが「ぐいっ」と押されるような力を受けます。
この力をうまく使って、くるくる回転させているのがモーターなんですね。

モーターは、電気の流れを回転という“動き”に変換する装置です。

だから、扇風機が回り、洗濯機が動き、エアコンや掃除機も元気に働いてくれる。
私たちの身近な家電の多くは、ここに支えられています。

一方で、発電機はその逆。
考え方をひっくり返すだけです。

磁場の中でコイルを動かすと、今度は動きが電気の流れに変わる。
これが発電の基本的な仕組みです。

つまり──