電磁気学について

強磁性体の磁化曲線とその特徴について教えてください!!

No.1 回答者： nanamesse 回答日時： 2004/01/29 14:46

強磁性体

・鉄の様に磁界内で磁化される性質の強い物質

http://www.magnet4u.com/jpn/new_lib/p1_02.htm

磁化曲線
・鉄などの強磁性体を磁界中に入れて、徐々に磁化エネルギーを増加していくと、強磁性体の磁束も増加するという関係を表した図を磁化曲線という。

http://member.nifty.ne.jp/BS3/Magnet/MagCurve.ht …

参考URL：http://member.nifty.ne.jp/BS3/Magnet/MagCurve.ht …

No.2 回答者： eiectron 回答日時： 2004/01/31 13:20

No1.さんが紹介された参考ＵＲＬがそうなのですが、かえって難しすぎて、というより、言葉の定義が多すぎて、かえってちんぷんかんぷんと、推察しましたので、一般人向きに説明しようと思いました。

ＵＲＬの中に示される、カタツムリ様の外周曲線が、磁石の性質を捕まえるためにテストする曲線です。
　磁石は、ＮＳ両極をもつものと言う、認識の仕方を実感に組み込まれてしまっているので、より根本的な説明がしにくいのが磁石の学問、磁気の学問です。
　
　磁石の性質、が強くて長持ちするものを強磁性体、という感じです。磁石の性質が消えずに長持ちする力を、保持力と言う事にし、磁界＝磁力（電流を流して作った磁力線の強さを変化させ、これがＵＲＬ曲線の横軸Ｈの強さの事です）を磁石が放出する磁力線と逆向きに加えてみて、どんな逆向きの磁力で、磁石の性質が０になるかで、その磁石の磁石を保持しようとする強さを判定する事にし、保持力とします。横軸の０点から左のカタツムリ曲線の交点までの幅になります。この幅が小さいと、磁石が消えやすい磁石といえます。やせた「カタツムリ曲線」＝磁化曲線（専門語で「ヒステリシス曲線」と言う）になります。

　全ての磁石の性質を帯びたものの、磁石の性質を、確かめるためには、磁化曲線＝ヒステリシス曲線を調べるとよい事が分ると思います。物質は成分が微妙に違いますから。

　磁化曲線の調べ方は、次の様になります。
　０点でＨ＝０（Ｈは、、テスト磁石に加える磁界の強さ＝磁力線の強さで、コイルに電流を流して作リます。電流でＨの強さ、方向を自由に調整できます）から、出発して横軸上に右側に磁性体に加えるＨの強さを増加し、（縦軸は磁石が磁化した強さを、磁力線の強さ、専門の方で磁束密度Ｂで表現したもので、磁化した度合いと理解してください）。磁化が最大まで行ったら（この平らになった状態を飽和とか、飽和曲線と言います）、ぎゃくにＨを０迄減らします。空気中に存在する時の状態です。この時の磁化の価（縦軸値）を残留磁束と言います。
　残留磁束ががあることは発電機や電動機の運転に大切（必要）なものになります。注意していると、残留磁束波目にする様になります。磁石の気が残っている事を言う、専門用語です。
　用途によって、残留磁束が欲しくないものもあります。
　このとき、磁化曲線は０点を通る斜めの直線になり、カタツムリは消えます。

　次に、０点から横軸に左側に、今までと逆向きにＨを磁石に加えていき、磁石の磁化が反対向きに最大に飽和したら、今度は減らして０まで戻します。
　これで、外部から加えられる磁界（物理学では磁場と言う）は１往復したわけです。磁性体が磁界の中にある時の磁石側の現状がわかることになります。
　永久磁石に使いたい。録音録画用の磁気テープ用、コンピューター用、発電機、変圧器用、ＭＲＩ用、ＮＭＲ用、
放射光装置用（シンクロトロン加速器用、トカマク核融合反応装置用）、鉄くず回収用、電磁調理器用、磁気浮上列車用、・・・大工道具の各種はのワンタッチ取替え用、となります。

　カタツムリ磁化曲線に包まれた面積は、磁石内のエネルギーになります。
　
　例えば鉄心にコイルを巻いて、正弦波状の交流電流す電柱上や地上用トランス（電力用変圧器）は、鉄心内では、５０ヘルツの交流電流１往復ごとに、磁化曲線を描き、この描く面積分のエネルギーが熱になり放出され、電力損になります。
　などなどです。きりがありませんので、これだけにします。