磁気・電磁力34【電験3種 理論】中空球体鉄心を磁界中に置くと内部の磁束密度は？磁気遮へい！平成28年 A問題4 完全解説

今回は平成28年度 理論科目 A問題4を解説します。磁極N・Sの間に中空球体鉄心を置いたときの磁束の通り方と、内部（中空部分）の点Aの磁束密度について、空欄（ア）〜（ウ）を埋める問題です。

鉄心は透磁率が大きいので、磁束は鉄心中を通ります。そのため中空部分の磁束密度は極めて低くなり、この現象を磁気遮へいといいます。

出題のポイント

平成28年度 理論科目 A問題4：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）】 平成28年度 A問題4

　図のように、磁極N、Sの間に中空球体鉄心を置くと、NからSに向かう磁束は、（ア）ようになる。このとき、球体鉄心の中空部分（内部の空間）の点Aでは、磁束密度は極めて（イ）なる。これを（ウ）という。ただし、磁極N、Sの間を通る磁束は、中空球体鉄心を置く前と置いた後とで変化しないものとする。

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)	鉄心を避けて通る	低く	磁気誘導
(2)	鉄心中を通る	低く	磁気遮へい
(3)	鉄心を避けて通る	高く	磁気遮へい
(4)	鉄心中を通る	低く	磁気誘導
(5)	鉄心中を通る	高く	磁気誘導

ポイント解説：鉄心は磁束を通しやすく、内部を磁気遮へいする

鉄心（強磁性体）は透磁率が大きいので、磁束は鉄心中を通ります。

そのため中空部分（内部の空間）には磁束がほとんど入らず、磁束密度は極めて低くなります。この現象を磁気遮へいといいます。

問題の解説

STEP1　（ア）磁束の通り方

鉄心は透磁率が大きく磁束が通りやすいので、磁束は鉄心中を通るようになります（＝（ア））。

STEP2　（イ）（ウ）内部の磁束密度

磁束が鉄心の壁を通るため、中空部分の点Aの磁束密度は極めて低くなります（＝（イ））。これを磁気遮へい（＝（ウ））といいます。したがって(2)です。

答え：(2)（鉄心中を通る・低く・磁気遮へい）

まとめ

(ア)	鉄心中を通る
(イ)	低く
(ウ)	磁気遮へい
答え	(2)

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