【STEP4-4】磁束と磁束密度｜磁界を「通る量」として数える

Lesson4　磁束と磁束密度｜磁界を「通る量」として数える

磁界を矢印として描けるようになったら、
次は面をどれだけ貫いているかを数えます。

磁気で手が止まりやすいのは、
公式が多いからだけではありません。

H・B・Φをすべて「磁気の強さ」と呼び、
単位を区別しないこと。

このLessonでは、
式を選ぶ前に「原因 → 磁界・磁束 → 結果」の順番を図にします。

磁気は、
矢印を描いてから式を選ぶ。

まず、現象を言葉で読む

磁界Hは磁界をつくる側の強さ、
磁束密度Bは物質の影響を含めた磁気の密さ、
磁束Φは面を通り抜ける総量です。
水流にたとえるなら、Bは1 m²あたりの流れの密さ、Φは網全体を通過する量です。

• Hの単位はA/m
• Bの単位はT
• Φの単位はWb
• 同じBなら面積Sが大きいほど磁束が多い

計算前に、増減と向きを予想する

公式へ数字を入れる前に、
何を大きくすると答えが増えるか、
どの矢印が原因かを確認します。

B=\mu H,\qquad \Phi=BS\cos\theta

θは磁界Bと面の法線との角度です。
真正面から貫けばcos0°=1、
面に沿えばcos90°=0です。

小さな数字で確認する

B=0.50 T、S=20 cm²=2.0×10⁻³ m²、
磁界が面に垂直なら、Φ=0.50×2.0×10⁻³=1.0×10⁻³ Wbです。

計算結果だけで終わらず、
最初の予想と一致したかを確かめてください。
予想と逆なら、
計算より先に式の分子・分母、
角度、
単位を見直します。

向きを決める道具を選ぶ

手の形を作る前に、「今回は何を求めるのか」を一行で書きます。

はるの気づき

HとBを同じ記号のように扱っていたときは、
式を毎回選び間違えました。「原因のH、
物質を含むB、
面を通る合計Φ」と三段階に並べると整理できました。

分からない場所へ戻ることは、
後退ではありません。
矢印と原因をつなぎ直す作業です。

電験3種では、ここを確認する

1. H・B・Φの単位
2. 面積cm²からm²への変換
3. 角度は面そのものではなく法線との角度

数値が出たら単位を先にそろえ、
向きが出たら「・＝手前」「×＝奥」を図へ書き込みます。

まとめ

磁界Hは磁界をつくる側の強さ、
磁束密度Bは物質の影響を含めた磁気の密さ、
磁束Φは面を通り抜ける総量です。
水流にたとえるなら、Bは1 m²あたりの流れの密さ、Φは網全体を通過する量です。

次はLesson5「磁性体と磁気回路」です。