磁気双極子(Magnetic Dipole)、磁気双極子モーメント(Magnetic Dipole Moment)、磁気モーメント(Magnetic Moment)、永久磁石の磁気モーメント(Magnetic moment of a permanent magnet)
「磁気双極子は、正負の磁極の対のことを言う。単独の磁極(磁気単極子 Monopole)は存在しないので、磁気についての基本的な要素はこの磁気双極子となる。」
正負の磁極の磁荷の大きさは等しいとして、その磁荷の大きさをqmとし、正負の磁極の間の距離をdとすると、磁気双極子モーメント(磁気モーメント)は、
m=qmd
m:磁気(双極子)モーメント。dは距離dのベクトル表示である。この磁気双極子モーメントを使って、磁気双極子からrだけ離れたところでの磁場は、
H=m/4πμ0r2
と表すことができる。単位は Wb・m (Wb[ウエーバー]は磁荷の単位) 。なお、単位体積当りの磁気モーメントを磁化と呼び I と書く。単位は Wb/m2 となる。
なお、磁気双極子モーメントを真空の透磁率で割った量
μ=m/μ0
を磁気モーメントということが多い。
※永久磁石の磁気モーメントは以下のようになります。
正確な磁気モーメントはフラックスメータで総磁束量(トータルフラックス:φオープン)を測定して、その値(Wb)を製品の磁化方向の寸法L(m)を掛けて算出できます。
磁気モーメントm(Wb・m)=総磁束量(Wb)x磁化方向の寸法L(m)
ただし、製品の動作点の磁束密度から概略計算は可能です。製品の磁化Mは動作点の磁束密度Bd
と等価であるため、以下の式が成り立ちます。
製品の総磁束量φ(Wb)=製品の動作点の磁束密度M(Bd(T))x磁化方向の断面積S(m2)
ですから、
磁気モーメントm(Wb・m)=φ(Wb)x製品の磁化方向の寸法L(m)=M(Bd(T))x製品の体積V(m3)
になります。
製品の総磁束量(φオープン)や動作点の磁束密度は弊社の「磁石ナビ」からも概算計算できますが、
以下の計算でも近似できます。N極とS極の面積が等価なら経験則ですが、おおよそBdは表面磁束密度Bsの2倍となります。
動作点の磁束密度Bd(T)≒表面磁束密度Bs(T)x2
よって、
磁気モーメントm(Wb・m)≒Bs(T)x2x製品の体積V(m3)
上記CGS単位では、
磁束量(Maxwell)、磁束密度(G)、長さ(cm)、面積(cm2)、体積(cm3)
になります。
