エンジニアリング材料の磁気特性

エンジニアリング製品/アプリケーションの材料を最終化するためには、材料の磁気特性に関する知識が必要です。材料の磁気特性は、その材料が特定の磁気応用に適しているかどうかを決定します。以下に、いくつかの典型的なエンジニアリング材料の磁気特性を列挙します。

• 透磁率

• 残留磁束密度または磁気ヒステリシス

• 矯頑力

• 磁気抵抗

透磁率

これは磁性材料の特性であり、磁束が材料内にどのように容易に形成されるかを示します。この特性はまた、磁化率とも呼ばれます。
これは、磁束密度とそれを生成する磁化力を比で表すことで決定されます。μで表されます。
従って、μ = B/H。
ここで、BはWb/m2の材料内の磁束密度です。
HはWb/ヘンリー・メートルの磁束強度です。
SI単位での透磁率はヘンリー/メートルです。

材料の透磁率はまた、μ = μ0 μrと定義されます。
ここで、μ0は空気または真空の透磁率で、μ0 = 4π × 10-7 ヘンリー/メートル、μrは材料の相対透磁率です。μr = 1 は空気または真空の場合です。
電気機器の磁心に選択される材料は、高い透磁率を持つべきであり、これにより必要な磁束を少ないアンペアターンで磁心に生じさせることができます。

残留磁束密度

磁性材料が外部磁場に置かれると、その粒状組織は磁場の方向に整列し、結果として材料が外部磁場の方向に磁化されます。外部磁場を取り除いた後でも、一部の磁化が残り、これを残留磁性と呼びます。この材料の特性は磁性材料の残留磁束密度と呼ばれます。ヒステリシスループまたはB-H曲線の典型的な磁性材料は以下の図に示されています。以下のヒステリシスループにおける磁化Brは材料の残留磁性を表しています。

矯頑力

材料の残留磁束密度により、外部磁場を取り除いた後でも、材料内に一部の磁化が残ります。この磁化は材料の残留磁性と呼ばれています。この残留磁化を除去するためには、反対方向の外部磁場を適用する必要があります。この外部磁動力（AT）は、材料の「矯頑力」と呼ばれます。上記のヒステリシスループにおいて、– Hc は矯頑力を表します。
大きな残留磁化と矯頑力を有する材料は磁気的に硬い材料と呼ばれ、非常に低い残留磁化と矯頑力を有する材料は磁気的に柔らかい材料と呼ばれます。

磁気抵抗

これは、磁束が材料内で形成されることを妨げる磁性材料の特性です。Rで表され、その単位は「アンペアターン/ウェーバー」です。
磁性材料の磁気抵抗は、以下の式で与えられます。

電気機器のコアに適した硬い磁性材料は低磁気抵抗を持つべきです（軟磁性材料も同様ですが、これはあまり一般的ではありません）。

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