《理論》〈電磁気〉[H28:問4]中空鉄心中の磁束に関する空欄穴埋問題

【問題】

【難易度】★★★☆☆(普通)

図のように,磁極\(\mathrm {N,S}\)の間に中空球体鉄心を置くと,\(\mathrm {N}\)から\(\mathrm {S}\)に向かう磁束は,\(\fbox {  (ア)  }\)ようになる。このとき,球体鉄心の中空部分(内部の空間)の点\(\mathrm {A}\)では,磁束密度は極めて\(\fbox {  (イ)  }\)なる。これを\(\fbox {  (ウ)  }\)という。
ただし,磁極\(\mathrm {N,S}\)の間を通る磁束は,中空球体鉄心を置く前と置いた後とで変化しないものとする。

上記の記述中の空白箇所(ア),(イ)及び(ウ)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。

【ワンポイント解説】

下図に示すように鉄心を置くことで磁束は引き寄せられ,磁束は鉄心中の密度が高くなり,中空部分の磁束は大変低くなります。磁石に鉄が引き寄せられるのをイメージすれば良いです。ちなみに電界でも同様な現象は発生し,そちらは静電遮へいと言います。

【解答】

解答:(2)
(ア)
ワンポイント解説の図の通り,\(\mathrm {N}\)から\(\mathrm {S}\)に向かう磁束は磁束が鉄心に引き寄せられ,鉄心中を通ります。
(イ)
ワンポイント解説の図の通り,ほとんどの磁束は鉄心中を通るため,中空部分の磁束密度は極めて低くなります。
(ウ)
磁気が鉄などの金属で遮へいされることを磁気遮へいと言います。