電気基礎/電気用語

磁束密度とは

このページでは
磁束密度について
解説します。

資格対策ページと違い
公式・計算式は書いていません。

それらを絡めた説明を
期待されている方には
むかないと思います。

磁束密度とは
その名前のとおり磁束の密度
なのですが

磁束が分からないと
いけませんので
そこから解説していきます。

1.磁束とは

磁石は磁力を持ちますが
その磁力がある部分を
磁極といいます。

磁束はその磁極から出る、
磁極に入ってくる
磁力を示す想像上の
磁力線の束です。

下絵のように磁束は
磁極であるN極から出て、
磁極であるS極へは入ります。

永久磁石からの磁束永久磁石からの磁束

磁束が存在する空間は
磁力があります。

磁束については
以下のページで
メインで説明しています。

ご参考ください。

→磁束とは

2.磁束密度とは

磁束密度は、単位面積あたりに
どれだけ磁束があるかでみます」

式は これです

磁束は物質をとおり溜まりますが
磁束密度が高いほど磁力があります。

では、磁束を上げればいくらでも
磁力を上げれるのでしょうか

それについては以下に示します

磁束密度は
単位面積あたりの磁束の量です。

ですので、一般に使う
密度をいう意味と同じと
考えていいです。

密度が高いと
その分、中身が多いですよね。

磁束密度が高いほど
磁力が高くなります。

磁石は永久磁石だけでは
なく下絵のような
電磁石もあります。

電磁石は磁性体に
ソレノイド(コイル)を
巻いて通電することで
磁力を持ちます。

この時、磁束が
磁性体の中を通ります。

そして、コイルに流す
電流を高くすることで
磁束の量を多くできます。

つまり、磁性体中の
磁束密度が高くなり
磁力を強くできるわけです。

では、電磁石は
電流を上げれば
いくらでも磁力が上がるかと
いえば、そうではありません。

3.最大磁束密度

磁束密度には上限があります。

そのため、磁力は無限に
増大しません。

その上限を最大磁束密度と
いいます。
(飽和磁束密度ともいいます)

その数値は磁性体によります。

磁束は、磁性体を通るので
磁束密度は磁性体に影響されます。

B=μH

これは磁束密度と磁界の
関係式です。

Bは磁束密度、Hは磁界
μは透磁率で物質固有の値です。

(透磁率については
 以下をクリックして参考ください。
→透磁率とは)

以下が、グラフになります。

磁化曲線(B-H)磁化曲線(B-H)

磁界(H)は電流を流せば
上がっていくと考えてください。

このグラフから、磁界を上げても
あるpointから磁束密度(H)の
上昇は緩やかになり
増えていきません。

そして増えなくなりますが
そこが最大磁束密度に
なります。

それ以上は、物質(磁性体)は
磁束を吸収できないのです。

磁力を強くするためには
最大磁束密度の高い物質を
使います。

最大磁束密度になり
更に磁界を強くすると
何が起こるかなどは

以下のページで
解説していますので
ご参考ください。

→磁気飽和とは

4.まとめ

メーカーの開発者なら
磁束密度について
深く知っていないと
設計はできないと思いますが

私は
三相誘導電動機・変圧器や

電磁石を使う
電磁リレー電磁接触器電磁弁とか
電磁クラッチなど

既に開発された商品を
使ったり、修理したりする仕事
なので

磁束密度について
そこまで深く考えなくても
業務はできています。

だからといって
何も知らなくてもよいと
いうわけではなく

このページで解説したこと
ぐらいでも知っておけば

他の電磁気が絡むことを
知りたいときにでも
理解しやすくなり役に立ちます。

それだけ磁束や磁束密度は
様々なことで絡む基本中の
基本だということですね。