磁石がお互いに吸引したり、反発したり、鉄を引きつけたりすることはよく知られています。
異種の磁極の間には、吸引力が働きます。
また、同種の磁極の間には反発力が働きます。
クーロンの法則
磁極間に働くクーロン力を \(F\) [N] で表します。
\(F=k\cfrac{m_1m_2}{r^2}\) [N]
磁極の強さ
磁石などの「磁極の強さ」を \(m_1,m_2\) のように表します。
単位はウエーバ [Wb] です。
磁極間の距離
磁極間の距離は、\(r\) [m] で表します。
比例定数
\(k\) は媒質で決まる定数です。
真空中の場合の \(k\) は次のようになります。
\(k=\cfrac{1}{4πμ_0}=6.33×10^4\) [N・m2/Wb2]
\(μ_0\) は真空の透磁率です。
\(μ_0=4π×10^{-7}\) [H/m]
比透磁率 μr の \(k’\) は次のようになります。
比透磁率 \(μ_r\) の媒質中の比例定数を \(k’\) とすると
\(k’=\cfrac{k}{μ_r}\) として求められる。
磁界の強さ
磁界の強さは、\(H\) で表します。
単位には、[A/m] を使います。
磁界 \(H\) は、その点に +1Wb の 単位正磁極を置いたときに、この単位正磁極に働く力の大きさと方向を表します。
\(H=k\cfrac{m}{μ_rr^2}\)＝\(\cfrac{m}{4πμ_0μ_rr^2}\)＝\(6.33×10^4\cfrac{m}{μ_rr^2}\) [A/m]
\(m\) [Wb]：磁極の強さ
\(μ_r\)：比透磁率
\(r\) [m]：距離
\(k=\cfrac{1}{4πμ_0}=6.33×10^4\) [N・m2/Wb2]
\(μ_0=4π×10^{-7}\) [H/m]
以上で「磁石と磁界の強さ」の説明を終わります。
