磁気・電磁力31【電験3種 理論】ヒステリシス曲線（BH曲線）の残留磁気・保磁力・鉄損！平成29年 A問題4 完全解説

今回は平成29年度 理論科目 A問題4を解説します。磁性体の磁化曲線（BH曲線）について、横軸・記号aの意味・鉄損・永久磁石材料に関する空欄（ア）〜（エ）を埋める問題です。

BH曲線の横軸は磁界の強さH〔A/m〕、縦軸は磁束密度B〔T〕です。aは縦軸切片＝残留磁気、鉄損は面積に比例、永久磁石には残留磁気も保磁力も大きい材料が適します。

出題のポイント

平成29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29年度 A問題4

　図は、磁性体の磁化曲線（BH曲線）を示す。次の文章は、これに関する記述である。1 直交座標の横軸は、（ア）である。2 aは、（イ）の大きさを表す。3 鉄心入りコイルに交流電流を流すと、ヒステリシス曲線内の面積に（ウ）した電気エネルギーが鉄心の中で熱として失われる。4 永久磁石材料としては、ヒステリシス曲線のaとbがともに（エ）磁性体が適している。

上記の記述中の空白箇所（ア）〜（エ）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）	（エ）
(1)	磁界の強さ〔A/m〕	保磁力	反比例	大きい
(2)	磁束密度〔T〕	保磁力	反比例	小さい
(3)	磁界の強さ〔A/m〕	残留磁気	反比例	小さい
(4)	磁束密度〔T〕	保磁力	比例	大きい
(5)	磁界の強さ〔A/m〕	残留磁気	比例	大きい

ポイント解説：BH曲線の横軸はH、a＝残留磁気、鉄損は面積に比例

磁化曲線（BH曲線）は縦軸が磁束密度B〔T〕、横軸が磁界の強さH〔A/m〕です。

縦軸切片aは残留磁気（H＝0でも残る磁束密度）、横軸切片bは保磁力（B＝0にするのに必要なH）です。

問題の解説

STEP1　（ア）（イ）を決める

横軸は磁界の強さH〔A/m〕（＝（ア））。aは縦軸切片で、H＝0のときに残る磁束密度＝残留磁気（＝（イ））です。

STEP2　（ウ）を決める

鉄心入りコイルに交流を流すと、1周期あたりヒステリシス曲線の面積に比例したエネルギーが熱（ヒステリシス損）として失われます（＝（ウ）比例）。

STEP3　（エ）を決める

永久磁石には、残留磁気a（磁力が残る）も保磁力b（消磁しにくい）も大きい材料が適します（＝（エ））。したがって(5)です。

答え：(5)（磁界の強さ・残留磁気・比例・大きい）

まとめ

(ア)横軸	磁界の強さH〔A/m〕
(イ)a	残留磁気
(ウ)鉄損	面積に比例
(エ)永久磁石／答	a・bとも大きい、答(5)

▼あわせて解きたい関連問題
・ヒステリシスの関連問題：【理論】令和元年度A問題3