今回は令和5年度下期 理論科目 A問題3を解説します。磁界中に強磁性体を置いたときの磁束の通り方と、中空の強磁性体で内部を守る現象について、空欄（ア）〜（ウ）を埋める問題です。
強磁性体は一般に空気より透磁率が大きく、磁気抵抗が小さいため、磁束が通りやすくなります。磁束は強磁性体そのものの内部へ集まりやすくなります。中空の強磁性体で囲むと、磁束の多くが外殻側へ導かれて空洞内の磁界が弱くなります。これを磁気遮へいといいます。
ほぼ同じ問題が 【理論】令和3年度A問題3 でも出題されています。出題パターンが固定なので、セットで解けば確実な得点源になります。
令和5年度下期 理論科目 A問題3：問題文と選択肢
まずは、実際の試験問題を確認してみましょう。
電験3種 理論科目 【電磁気（磁気・電磁力）】 令和5年度下期 A問題3
次の文章は、強磁性体の応用に関する記述である。磁界中に強磁性体を置くと、周囲の磁束は、磁束が（ア）強磁性体の（イ）を通るようになる。このとき、強磁性体を中空にしておくと、中空の部分には外部の磁界の影響がほとんど及ばない。このように、強磁性体でまわりを囲んで、磁界の影響が及ばないようにすることを（ウ）という。
上記の記述中の空白箇所（ア）〜（ウ）に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
（ア） （イ） （ウ） (1) 通りにくい 内部 磁気遮へい (2) 通りにくい 外部 磁気遮へい (3) 通りにくい 外部 静電遮へい (4) 通りやすい 内部 磁気遮へい (5) 通りやすい 内部 静電遮へい
出題のポイント：強磁性体は磁束の低磁気抵抗経路になる
磁気抵抗はℜm＝ℓ/(μA)で表されます。強磁性体は一般に空気より透磁率μが大きく磁気抵抗が小さいため、磁束は強磁性体そのものの内部を通りやすくなります。中空の強磁性体で囲むと、磁束の多くが外殻側へ導かれて空洞内の磁界が弱くなります。これが磁気遮へいです。
ポイント解説：高透磁率の外殻へ磁束を導く磁気遮へい
磁路の磁気抵抗はℜm＝ℓ/(μA)です。強磁性体は一般に空気より透磁率μが大きいため磁気抵抗が小さくなり、磁束は強磁性体材料そのものの内部へ集まりやすくなります。
中空の高透磁率材料で囲むと、外部磁界による磁束の多くが空洞ではなく外殻の強磁性体側へ導かれ、空洞内の磁束密度が小さくなります。これを磁気遮へいといいます。静電遮へいとは原理が異なります。
問題の解説：通りやすい・内部・磁気遮へいを順に確定する
STEP1 （ア）（イ）を決める
ℜm＝ℓ/(μA)より、透磁率μが大きい強磁性体は磁気抵抗が小さい経路です。したがって磁束は通りやすく（ア）、強磁性体材料の内部（イ）へ集まりやすくなります。ここでいう内部は中空部分ではありません。
STEP2 （ウ）を決める
中空の強磁性体で囲むと、磁束の多くが高透磁率の外殻へ回り込み、空洞内の磁界が弱くなります。これを磁気遮へい（ウ）といいます。遮へい効果は材料、厚さ、形状、継ぎ目、磁気飽和などに左右され、必ず完全に零になるわけではありません。
STEP3 組合せを選ぶ
（ア）通りやすい・（イ）内部・（ウ）磁気遮へいなので、(4)です。
答え：(4)（通りやすい・内部・磁気遮へい）
💡 覚え方
強磁性体は透磁率大→磁束が通りやすく内部に集まる。中空で囲むと内部を守る＝磁気遮へい（静電遮へいの磁気版）。
⚠️ よくある間違い
「静電遮へい」を選ばないこと。磁界を防ぐのは磁気遮へいです。強磁性体は磁束を通しやすい点も要注意。
まとめ
| 根拠 | μが大きいほどℜm＝ℓ/(μA)は小さい |
| (ア) | 通りやすい |
| (イ) | 強磁性体材料の内部 |
| (ウ) | 磁気遮へい |
| 働き | 外殻へ磁束を導き、空洞内の磁界を弱める |
| 答え | (4) |
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