磁性材料

減磁曲線が B = Br + µ₀H の直線になる(HcJ が十分に大きい)理想的な永久磁石で、残留磁束密度 Br = 1.40 T のとき、最大エネルギー積 (BH)max はどれに最も近いか。µ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m とする。

  1. A約390 kJ/m³
  2. B約780 kJ/m³
  3. C約1560 kJ/m³
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正解:A. 約390 kJ/m³

第2象限の直線上でBとHの積の大きさ |BH| = (Br + µ₀H)(−H) は、H = −Br/(2µ₀)、B = Br/2 のときに最大になり、(BH)max = Br²/(4µ₀) です。数値を入れると 1.40²/(4 × 4π×10⁻⁷) = 1.96/(5.03×10⁻⁶) ≈ 3.9×10⁵ J/m³、約390 kJ/m³ になります(約49 MGOe)。約1560 kJ/m³ は直線の両端の Br と Br/µ₀ を掛けた値、約780 kJ/m³ は2で1回しか割らなかった値です。Nd₂Fe₁₄B の飽和磁化(約1.6 T)から同じ式で見積もった理論上の上限は約510 kJ/m³ で、市販の高性能なネオジム磁石はその8割前後(約400〜440 kJ/m³)に達しています。

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