磁界の強さHと磁束密度Bの違いは？

Hは電流が磁気をつくろうとする強さで材料によらず、Bは実際に通る磁気の量で材料の透磁率によって変わります。

B＝μHのμとは？

透磁率で、磁気の通しやすさです。真空の透磁率μ₀＝4π×10⁻⁷ H/mに、材料の比透磁率μrをかけて求めます。

磁束と磁束密度の違いは？

磁束Φは面をつらぬく磁気の総量［Wb］、磁束密度Bは1m²あたりの磁束［T］です。Φ＝B×Sの関係です。

鉄心を入れるとなぜ磁束が増える？

鉄の比透磁率が数百〜数千と大きいので、同じHでもBが空気の数百〜数千倍になるからです。

磁気飽和とは？

鉄心のBが、Hを大きくしてもある値から増えなくなることです。けい素鋼板ではおよそ1.5〜2Tです。

磁界Hと磁束密度Bの違い｜B＝μHと透磁率、磁束Φ・磁力線の関係を例題で図解｜計算ツール付き

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磁気の基本｜磁力線と磁束

磁石にはN極とS極があり、同じ極どうしは反発し、ちがう極どうしは引き合います。N極とS極は必ずペアで、磁石を半分に切っても、それぞれにN極とS極ができます。

用語	意味	単位
磁界	磁気の力がはたらく空間	―
磁力線	磁界のようすを線で描いたもの。N極から出てS極に入る	―
磁束 Φ	ある面をつらぬく磁気の量（磁力線の束）	Wb（ウェーバ）
磁束密度 B	1m²あたりの磁束。B＝Φ÷S	T（テスラ）＝Wb/m²
磁界の強さ H	電流などが磁気をつくろうとする強さ	A/m

磁力線は、①N極から出てS極に入る、②途中で交わったり枝分かれしたりしない、③密なところほど磁気が強い、という性質があります。電流が流れる電線のまわりにも、電線をぐるりと囲む磁界ができます（右ねじの法則）。

磁界Hと磁束密度Bのちがい｜原因と結果

	磁界の強さ H	磁束密度 B
役わり	原因（磁気をつくろうとする強さ）	結果（実際に通った磁気の量）
コイルでの式	H＝NI÷l	B＝Φ÷S
単位	A/m	T（Wb/m²）
材料の影響	受けない（電流と形で決まる）	受ける（透磁率μしだい）
水のたとえ	ポンプの押す力	実際に流れた水の量

Nはコイルの巻数、Iは電流、lは磁束の通り道（磁路）の長さです。Hは電流とコイルの形だけで決まり、Bは中に何があるか（空気か鉄心か）で変わる、と覚えると混乱しません。

B＝μHと透磁率｜空気と鉄心のちがい

透磁率μは、磁気の通しやすさです。水のたとえでは、パイプの太さにあたります。太いパイプなら、同じ押す力でもたくさん流れます。

材料	比透磁率 μr	同じHでのB
空気・真空	約1	とても小さい
鉄・けい素鋼	数百〜数千	空気の数百〜数千倍
フェライトなど	数百〜数千	空気の数百〜数千倍

鉄心は飽和する

鉄心のBは、Hを大きくしていくと、ある値（けい素鋼板でおよそ1.5〜2T）から先はほとんど増えなくなります。これを磁気飽和といいます。飽和すると、B＝μHのμが小さくなったのと同じで、変圧器やモーターは性能が落ちたり大きな電流が流れたりします。計算でBが2Tをこえたら、飽和していないか疑いましょう。

例題：環状コイルのH・B・Φ

巻数500回、電流2A、磁路の長さ0.5m、比透磁率500、断面積4cm²の環状鉄心コイル。H・B・Φを求めよ。

ステップ	計算	答え
① H	500×2÷0.5	2,000 A/m
② B	500×4π×10⁻⁷×2,000	約1.26 T
③ Φ	1.26×4×10⁻⁴	約5.0×10⁻⁴ Wb

同じコイルで中が空気なら、Bは500分の1の約2.5mTしかありません。鉄心を入れると、少ない電流で大きな磁束をつくれることがわかります。断面積の「cm²→m²」（4cm²＝4×10⁻⁴m²）の換算を忘れやすいので注意しましょう。

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磁界と磁束密度の計算ツール

コイルの巻数・電流・磁路の長さ・比透磁率・断面積を入れてください。最初は例題の数字が入っています。

入力すると、その場で計算し直します。入力した数字は画面の中で計算するだけで、どこにも送信されません。比透磁率は一定（飽和していない）とみなしています。

磁界と磁束密度のよくある間違い

よくある間違い	正しい考え方
HとBは同じもの	Hは原因（電流と形で決まる）、Bは結果（材料で変わる）
鉄心ではμrの大きさだけBが増え続ける	1.5〜2T程度で飽和する
Bの単位はWb	BはT（＝Wb/m²）。WbはΦの単位
断面積をcm²のまま計算する	m²に直す（1cm²＝10⁻⁴m²）
磁力線は交わることがある	磁力線は交わらず、N極から出てS極に入る