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用途に応じた最適なマグネットの設計を実現するためにマグネットの基本的な性質や磁気回路設計の基礎計算式などをご案内しています。より効率のよい設計のための参考資料としてご活用ください。

1.磁気履歴曲線(B・Hカーブ)

第2図のようにコイルの電流を次第に増加させマグネットを磁化させるとマグネットの中の磁束密度もそれにつれて増加し、あるところでついに飽和します。(図中a点)

〈第1図〉

次にこの飽和状態から電流を減らし磁場の強さを減少させると磁束密度はaから0に戻らずa→bにそって減少します。そして磁場の強さが0になっても磁束密度はbの値だけ残ってしまいます。この値を残留磁束密度Br(Remanence)といいます。今度は電流の向きを逆にし、反対方向に磁場を増加させると磁束密度はb点から次第に減少し、ついにc点で0になります。この点での磁場の強さを保磁力または抗磁力HcB(Coercive Force)といいます。

この逆磁場をさらに増して行けばマグネットは逆向きに磁化されてd点で飽和状態となります。このようにして磁場を漸次変化させることによりマグネットの磁束密度はa→b→c→d→e→fと一定のサイクルに従って変化します。このサイクルを磁気履歴曲線(magnetic hysteresis loop)またはB-Hカーブといいます。

〈第2図〉

2.減磁界の影響(自己減磁作用)

磁化されたマグネットは、第3図に示すように表面に生じる磁場はN極からS極へ向かいますがマグネットの内部では磁化Iの方向とは逆向きにHdの磁界が働きます。この内部の磁場を減磁界といい、マグネットを減磁させる方向に働くためマグネットを使用する際は常に第1図 の磁気履歴曲線の第2象限上で表わされることになります。この間の曲線部分を減磁曲線(Demagnetization Curve)と呼びます。
この減磁界はマグネットの寸法比によって異なり磁化方向に細長いマグネットほど小くなります。この減磁界の影響は実用的には減磁界と磁束密度の比Bd/Hdの傾きで表わされることが多く、このP=Bd/Hdをパーミアンス係数(Permeance Coefficient)といいます。そしてパーミアンス係数による直線のことを動作線といい減磁曲線との交点を動作点と呼びます。

〈第3図〉

動作点に対応したBdとHdの積を磁気エネルギー積といい、この値はある動作点で最大値となります。この時の値を最大エネルギー積(BH)maxと称し、この(BH)max値がマグネット材料の重要な特性値となります。