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

2026年7月12日2026年8月1日

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 BH曲線を読み解く！残留磁気と保磁力はどこ？

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B軸切片の残留磁気、bはH軸切片の保磁力です。ループ面積は1周期・単位体積当たりのヒステリシス損失エネルギーに相当し、永久磁石にはa・bともに大きい材料が適します。

平成29年度理論科目 A問題4：問題文と選択肢

まずは、平成29年度に実際に出題された問題文と選択肢を確認しましょう。

電験3種理論科目磁気・電磁力平成29年度 A問題4 問題文 — 平成29年度理論科目 A問題4 問題文

出典：一般財団法人電気技術者試験センター「平成29年度第三種電気主任技術者試験」理論科目 A問題4

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

	（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

出題のポイント：a と b、どちらが残留磁気でどちらが保磁力か

ヒステリシス曲線の問題は毎回この2つの区別を聞いてきます。a は縦軸（B軸）の切片、b は横軸（H軸）の切片——ここを取り違えると一発で不正解になります。

BH曲線の2つの切片

$$\text{B軸切片}=\text{残留磁気}\;B_r\;\mathrm{[T]}\qquad\text{H軸切片}=\text{保磁力}\;H_c\;\mathrm{[A/m]}$$

※単位を見れば一目瞭然です。残留「磁気」＝磁束密度なので〔T〕、保磁「力」＝磁界の強さなので〔A/m〕。

BHヒステリシスループの横軸Hと縦軸Bおよび残留磁気aと保磁力bを示す図 — aは残留磁気、bは保磁力、ループ面積は1周期の損失エネルギーに比例します。

空欄を1つずつ埋める

（ア）横軸は磁界の強さ〔A/m〕

「BH曲線」という名前がそのまま答えです。縦軸がB（磁束密度）、横軸がH（磁界の強さ）。名前の順が「縦・横」になっています。

物理的にも、コイルに電流を流して $H=NI/l$ を与え、その結果として $B$ がどう応答するかを測るのがこの曲線です。与えるもの（原因）が横軸、応答（結果）が縦軸——グラフの常識どおりです。

（イ）a は残留磁気の大きさ

a は B軸との交点、つまり$H=0$ にしたときに残っている磁束密度です。電流を切っても磁石として残る——これが残留磁気（残留磁束密度）です。

記号	軸との交点	名前	単位	意味
a	B軸（縦軸）	残留磁気	〔T〕	磁界を0にしても残る磁束密度
b	H軸（横軸）	保磁力	〔A/m〕	磁束密度を0にするのに必要な逆向き磁界

💡 覚え方
「残留磁気は磁気だからB、保磁力は力だからH」と語呂で覚えるのが確実です。「保磁力」の「力」は磁界の強さ〔A/m〕を指しています。この対応を1度書いておけば、あとは軸を見るだけです。

（ウ）ループ内の面積に比例した電気エネルギーが失われる

ヒステリシス曲線が囲む面積＝交流1周期・単位体積あたりに失われるエネルギーです。面積が大きいほど損失が大きい——きわめて素直な関係です。

これをヒステリシス損といい、渦電流損と合わせて鉄損と呼びます。変圧器や電動機の効率を落とす原因です。

⚠️ よくある間違い
選択肢のうち3つが「反比例」になっています。面積が大きい＝たくさん失われるのですから、比例で間違いありません。「損失」という言葉に引きずられて反比例を選ばないよう注意してください。

（エ）永久磁石には a と b がともに大きい磁性体が適する

a（残留磁気）が大きい＝強い磁力を保てる。b（保磁力）が大きい＝外部から磁界を受けても消えにくい。永久磁石には両方とも必要です。

BH曲線の軸と切片と損失面積および永久磁石材料の特徴を3段階で説明する図 — 永久磁石には残留磁気aと保磁力bがともに大きい硬磁性材料が適します。

答え（ア）磁界の強さ〔A/m〕　（イ）残留磁気　（ウ）比例　（エ）大きい　→　選択肢(5)

平成29年度理論問4の4空欄の答えと正答5を示す解答図 — 磁界の強さ、残留磁気、比例、大きいの組合せとなり、公式正答は(5)です。

用途で決まる「硬い磁性体」と「軟らかい磁性体」

ヒステリシス曲線の形は、用途によって求められる姿がまったく違います。

用途	求める a（残留磁気）	求める b（保磁力）	ループの形	理由
永久磁石	大きい	大きい	太い	強い磁力を保ち、外部磁界で消えない
変圧器・電動機の鉄心	小さい	小さい	細い	ループ面積＝損失を小さくしたい
磁気記録媒体	大きい	中程度	中間	記録を保持しつつ、書き換えもできる

保磁力が大きい材料を「硬磁性材料」、小さい材料を「軟磁性材料」と呼びます。永久磁石は硬磁性、鉄心は軟磁性——正反対の性質が求められる点が重要です。

「鉄心には残留磁気の大きい材料がよい」と書かれていたら誤りです。鉄心は交流で何度も磁化の向きが変わるので、変わりやすい（＝ループが細い）材料でなければ損失が増えてしまいます。

⏱️ 本番での進め方
❶ まず軸を確認する。「BH曲線」＝縦B・横H。（ア）はこれで即決。
❷ a と b は単位で見分ける。残留磁気〔T〕はB軸、保磁力〔A/m〕はH軸。
❸ 面積＝損失は比例。「反比例」の肢は無条件で消せる。
❹ 永久磁石は両方大きい、鉄心は両方小さい。用途がわかれば（エ）は考えるまでもない。

この分野はほぼ毎年どこかで出題されます。手を動かして解ける状態にしておけば、本番で確実に得点できます。

鉄損の中身：ヒステリシス損と渦電流損

本問の（ウ）で出てきた損失はヒステリシス損です。実際の鉄心ではもう一つ渦電流損があり、2つを合わせて鉄損と呼びます。

	ヒステリシス損	渦電流損
原因	磁化の向きを変えるのに要するエネルギー	鉄心中に流れる渦状の電流
大きさの目安	$P_h\propto f B_m^{1.6}$（スタインメッツの実験式）	$P_e\propto f^2 B_m^2 t^2$
周波数依存	$f$ の1乗	$f$ の2乗
減らす方法	ループの細い材料（けい素鋼など）を使う	薄い鋼板を積層（成層鉄心）にする