磁気概念定義

2025-09-04

永久磁性材料:永久磁石材料が印加磁場によって磁化された後も磁性は消失せず、外部空間に安定した磁場を提供することができる。ネオジム鉄ホウ素永久磁石によく用いられる測定指標は以下の4種類である:

残留磁気(Br):単位はテスラ(T)とガウス(Gs)1 Gs=0.0001 T

閉路環境下で1つの磁石が外磁場によって充填されて技術的に飽和した後、外磁場を取り消す。このとき、磁石が示す磁気誘導強度を残留磁気と呼ぶ。これは、磁石が提供できる最大の磁束値を表します。減磁曲線からは、空隙がゼロの場合に対応するため、実際の磁路における磁石の磁気誘導強度は残留磁石よりも小さいことがわかる。ネオジム鉄ホウ素は現在発見されているBrで最も高い実用的な永久磁石材料である。

磁気誘導保磁力(Hcb):単位はアン/メートル(A/m)とオスター(Oe)または1 Oe≒79.6 A/m

技術的に飽和磁化された磁石が逆着磁された場合、磁気誘導強度をゼロに低下させるために必要な逆磁場強度の値を磁気誘導保磁力(Hcb)と呼ぶ。しかし、このときの磁石の磁化はゼロではなく、加えられた逆磁場と磁石の磁化作用が相殺されているだけである。(外部磁気誘導強度はゼロを示す)この時、外部磁場を取り消すと、磁石はまだ一定の磁気エネルギーを持っている。ネオジム鉄ホウ素の保磁力は一般に11000 Oe以上である。

内部保磁力(Hcj):単位はアン/メートル(A/m)とオスター(Oe)1 Oe≒79.6 A/m

磁石の磁化をゼロにするために必要な逆磁場強度を、内部保磁力と呼びます。内部保磁力は磁石の反減磁能力を測定する物理量であり、印加された磁場が磁石の内部保磁力に等しい場合、磁石の磁気特性は基本的に除去される。ネオジム鉄ホウ素のHcjは温度が高くなるにつれて低下するので、高温環境で働く必要がある場合は高Hcjの番号を選択する必要があります。

磁気エネルギー積(BH):単位は焦点/m 3(J/m 3)または高・奥(GOe)1 MGOe≒7.96 kJ/m 3

減磁曲線上の任意の点のBとHの積はBHを磁気エネルギー積と呼び、B×Hの最大値を最大磁気エネルギー積(BH)maxと呼ぶ。磁気エネルギー積は恒量磁石に蓄積されるエネルギーの大きさの重要なパラメータの1つであり、(BH)maxが大きいほど磁石に含まれる磁気エネルギーが大きいことを意味する。磁気回路を設計する際には、できるだけ磁石の動作点が最大磁気エネルギー積に対応するBとHの近くにあるようにしなければならない。

等方性磁石:どの方向の磁気エネルギーも同じ磁石。

異方性磁石:方向によって磁気エネルギーが異なります。そして、配向時に最も磁気エネルギーの高い磁石が得られる方向が存在する。焼結ネオジム鉄ホウ素永久磁石は異方性磁石である。

配向方向:異方性の磁石が最適な磁気エネルギーを得ることができる方向を磁石の配向方向と呼ぶ。「配向軸」、「磁化しやすい軸」とも呼ばれます。

磁場強度:空間のどこかの磁場の大きさを指し、Hで表して、その単位はA/m(A/m)です。

磁化:材料内部の単位体積当たりの磁気モーメントベクトル和を指し、Mで表し、単位はA/m(A/m)である。

磁気誘導強度:磁気誘導強度Bの定義は、B=μ0(H+M)であり、ここでHとMはそれぞれ磁化と磁場強度であり、μ0は真空透磁率である。磁気誘導強度は磁束密度、すなわち単位面積内の磁束とも呼ばれる。単位はテスラ(T)である。

磁束:所与の面積内の全磁気誘導強度。磁気誘導強度Bが磁石表面Aに均一に分布する場合、磁束Φの一般的な式はΦ=B×Aである。磁束のSI単位はマクスウェルである。

相対透磁率:真空透磁率に対する媒体透磁率の比、すなわちμr=μ/μoである。CGS単位系では、μo=1。また、空気の相対透磁率は実際の使用において1をとることが多く、また銅、アルミニウム及びステンレス鋼材料の相対透磁率も1に近似している。

磁気ガイド:磁束Φと磁気起電力Fの比は、回路中のコンダクタンスに似ている。は材料の磁気伝導能力を反映する物理量である。

磁気伝導率Pc:また、減磁係数であり、減磁曲線上で、磁気誘導強度Bdと磁場強度Hdの比率、すなわちPc=Bd/Hdであり、磁気誘導係数は各種条件下の磁束値を推定するために用いることができる。孤立磁石Pcは磁石のサイズだけに関係しており、減磁曲線とPc線の交点が磁石の動作点であり、Pcが大きいほど磁石の動作点が高くなり、減磁されにくくなる。一般に、孤立磁石に対する配向長さは、Pcが相対的に大きいほど大きくなる。したがって、Pcは永久磁気回路設計における重要な物理量である。