渦電流損失とは
うずでんりゅうそんしつ
交流で磁束が変化するとき、磁性体の中に誘導される渦電流のジュール熱による損失。板厚と周波数の2乗に比例し、抵抗率に反比例する。
「渦電流損失」は、1分野の2問の練習問題に出てきます(磁性材料など)。
この用語の分野: 磁性材料
渦電流損失の練習問題に挑戦
電磁鋼板の渦電流損失は、板厚t、周波数f、最大磁束密度Bmを使って t²f²Bm² に比例するとする(電気抵抗率は同じ)。同じ周波数と磁束密度で、板厚を0.50 mmから0.35 mmに薄くすると、渦電流損失は元の約何倍になるか。
- A約0.34倍
- B約0.49倍
- C約0.70倍
答えと解説を見る
正解：B. 約0.49倍
渦電流損失は板厚の2乗に比例するので、(0.35/0.50)² = 0.70² = 0.49 となり、元の約0.49倍、つまり約半分になります。約0.70倍は板厚に比例すると考えた値、約0.34倍は3乗に比例すると考えた値です。板が薄いと、磁束の変化で板の断面に誘導される起電力が小さくなり、電流の流れる経路も狭くなるので、損失が板厚の2乗で減ります。そのため鉄心は表面を絶縁した薄い鋼板を積み重ねてつくります。ただし、ヒステリシス損失は板厚にほとんどよらないので、鉄心の損失の合計は半分までは下がりません。抵抗率を上げるSiの添加も、渦電流を抑える方法です。
解説の中の「渦電流損失」
渦電流損失は板厚の2乗に比例するので、(0.35/0.50)² = 0.70² = 0.49 となり、元の約0.49倍、つまり約半分になります。
電磁鋼板の渦電流損失は、板厚t、周波数f、最大磁束密度Bmを使って t²f²Bm² に比例するとする(電気抵抗率は同じ…Siの添加は、電気抵抗率を上げて渦電流損失を減らすためです。
変圧器の鉄心に使う方向性電磁鋼板(Fe-約3%Si)が、圧延方向に磁化したときに特に損失が小さく透磁率が高い理由として…