I 半径a〔m〕比透磁率μrの無限長直線磁性体にコイルがn〔回/m〕で巻いてある。以下の問いに答えよ。
@ 図を書き電流と磁性体内の磁界の方向の関係を表せ。
II 半径a〔m〕比透磁率μrの磁性体を半径b〔m〕のドーナツ状にし、コイルをN〔回〕巻いた。
コイルにI〔A〕の電流を流すとして、以下の問いに答えよ。ただし、a≪bとする。
@ 図を書き電流と磁性体内の磁界の方向の関係を表せ。
省略
A 磁性体内の磁界をH〔AT/m〕として、コイルに流す電流との関係を求めよ。(ヒント:∫H・d
l=NI)
磁性体内の周方向の磁界は一定である。磁界をHとすれば、H2πb=NIであるから、
H= | NI 2πb |
Φ=BS=μ0μrHπa2=μ0μrπa2 | NI 2πb |
III 半径a〔m〕比透磁率μrの磁性体をt〔m〕のギャップを持つ半径b〔m〕のドーナツ状にしコイルをN〔回〕巻いた。
コイルにI〔A〕の電流を流すとして、以下の問いに答えよ。ただし、t≪a≪bとする。
@ 図を書き電流と磁性体内の磁界の方向の関係を表せ。
省略
A 磁性体内の磁束密度をB〔T〕とする。ギャップでの磁束密度を求めよ。
磁束密度は、磁性体内とギャップでは同じであるから、B〔T〕
B Aで、磁性体内及びギャップでの磁界をBを用いて表せ。
磁性体内の磁界Hiは、
Hi= | B μ0μr |
Hgap= | B μ0 |
l=NI)
B μ0 | t+ | B μ0μr | 2πb=NI |
Hi= | B μ0μr | = | NI μrt+2πb | =123〔A/m〕 |
B= | μ0μrNI μrt+2πb | =0.15〔T〕 |
Φ=BS= | μ0μrπa2NI μrt+2πb | 〔Wb〕 |