磁石と磁界の強さ




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磁石と磁界の強さ

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 \(k\)

\(k=\cfrac{1}{4πμ_0}=6.33×10^4\) [N・m2/Wb2]

真空の透磁率

\(μ_0\) は真空の透磁率です。
\(μ_0=4π×10^{-7}\) [H/m]

比透磁率 μr の \(k’\)

比透磁率 \(μ_r\) の媒質中の比例定数を \(k’\)
\(k’=\cfrac{k}{μ_r}\) 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  
\(k=\cfrac{1}{4πμ_0}=6.33×10^4\) [N・m2/Wb2
\(μ_0=4π×10^{-7}\) [H/m] 
\(μ_r\):比透磁率  
\(r\) [m]:距離

以上で「磁石と磁界の強さ」の説明を終わります。




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