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うひょひょ

磁化Mの電流モデル E-B対応



   図1 磁化Mの電流モデル(磁気モーメント=MLS、ここで、Sは断面積)

 

■磁化Mの空芯コイルモデルでは?

 空芯コイルの内部Bは、Lが無限の場合アンペールの法則から、内部B、Hは、  

  B=μ0(I/L)=μ0M

 H≜B/μ0=M 

コイルではなくMという磁化とすると、

  H(E-B対応での定義)≜(B/μ0ーM)=0 <ーー反磁界=0

 

Lが有限の場合は、

 B<μ0(I/L)=μ0M

コイルではなくMという磁化とすると、

  H(E-B対応での定義)≜(B/μ0ーM)<0 <ーー反磁界となる

 

 

常磁性体では?

もしMが外部からのB0のみで動くとする

B0の中にMがある場合、

 M=aB0/μ0 

 a>0

とする。

 MによるB、Bmは、Mが細長い場合を考える。つまり反磁界がない理想的な場合である。それがあると考察が厄介になるのである・・・うひょひょ、わかるでしょ!

 Bm=μ0M=aB0

総合Bは、

 B=B0+Bm=B0+aB0=(1+a)B0

とすると、内部では、Hの定義から、

 (E-B対応での定義)≜(B/μ0ーM)

  =((1+a)B0ーaB0)/μ0=B0/μ0

から、

 μ≜B/H=(1+a)B0/(B0/μ0)=μ0(1+a)

 

 重要なことは、μ0Hは、Mの生じる原因となった磁束密度B0、各点でMが受ける磁束密度であることがわかる。つまり、Mが十分長い場合、

 

     μ0H=B0

 

 しかし、Mが十分長くない場合、各点でのMは周囲のMからも磁束密度をあびる。それらとB0の和がμ0Hなのである。

 つまり、μ0Hとは、その点のMが外部から浴びる磁束密度と言える。

 

つまり、こう考えても同じ結果は出る。

H=B/μ0ーM

H=B/μ0ーaμ0H/μ0

H=B/μ0ーaH

H(1+a)=B/μ0

μ=B/H=μ0(1+a)

 

つまり、B=μHの関係がわかれば、すむことになる。

 

■反磁場

 上記のB0がなくても、磁化Mがある場合、つまり永久磁化Mがある場合、Lが有限な場合、

  B<μ0(I/L)=μ0M

となり、

  H=B/μ0(実際の磁界)ーM(L無限時のB/μ0)

    <0

反磁場という。周囲からの妨害と考えるのだ。

横の磁化かからの妨害磁場と考えるのがわかりやすい。

 Lが十分長い場合、これは起こらないが短いとこれが起こる。

 

 永久磁石の場合外部からの磁束密度B0がない。

Lが有限な場合、

  H=B/μ0ーM<0

となる。

  μ0H

は上で説明したように各点でMに作用する周囲のMによる磁束密度であり、と反対方向になり、これが減磁の原因になる。

 

 

 

参考に

E-H対応、E-B対応の違いは以下だと思っているのですが、この考え... - Yahoo!知恵袋

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電磁気学 磁化と円電流の等価性の証明

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