磁場(じば)と磁束密度(じそくみつど)

磁石(じしゃく)の周(まわ)りや電流(でんりゅう)の周(まわ)りには磁場(じば)（磁界(じかい)（新しいタブで開きます））ができる。磁場(じば)の向(む)きは磁針(じしん)のN極(きょく)が指(さ)す向(む)きで表(あらわ)し、その向(む)きをなめらかにつないだ線(せん)が磁力線(じりょくせん)である（N極(きょく)から出(で)てS極(きょく)に入(はい)る）。磁場(じば)の強(つよ)さは$H$（単位(たんい) A/m）で表(あらわ)す。

磁場(じば)の中(なか)に置(お)かれた物質(ぶっしつ)には、磁場(じば)の強(つよ)さ$H$に比例(ひれい)して磁束密度(じそくみつど)$B$（単位(たんい) T：テスラ）が生(しょう)じる。$B=\mu H$の$\mu$を透磁率(とうじりつ)といい、物質(ぶっしつ)の種類(しゅるい)で決(き)まる値(あたい)である。真空(しんくう)（空気中(くうきちゅう)とほぼ同(おな)じ）の透磁率(とうじりつ)は$\mu_0=4\pi\times10^{-7}$T·m/Aである。

面積(めんせき)$S$の面(めん)を磁束密度(じそくみつど)$B$が垂直(すいちょく)に貫(つらぬ)くとき、$\Phi=BS$を磁束(じそく)（単位(たんい) Wb：ウェーバ）という。磁束(じそく)は、その面(めん)を貫(つらぬ)く磁力線(じりょくせん)の本数(ほんすう)のようなイメージで捉(とら)えるとよい。

鉄(てつ)やニッケルのように$\mu$が真空(しんくう)よりはるかに大(おお)きい物質(ぶっしつ)を強磁性体(きょうじせいたい)という。コイルに鉄心(てっしん)を入(い)れると磁場(じば)が強(つよ)まるのはこのためである。地球(ちきゅう)自体(じたい)も大(おお)きな磁石(じしゃく)のようにふるまい（地磁気(ちじき)）、方位(ほうい)磁針(じしん)のN極(きょく)が北(きた)を指(さ)すのは、地球(ちきゅう)の北極(ほっきょく)付近(ふきん)に磁石(じしゃく)のS極(きょく)にあたる部分(ぶぶん)があるからである。

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例題(れいだい)1：透磁率(とうじりつ)$\mu=2.0\times10^{-3}$T·m/Aの物質(ぶっしつ)の中(なか)で、磁場(じば)の強(つよ)さを$H=4.0\times10^{2}$A/mにしたときの磁束密度(じそくみつど)を求(もと)める。$B=\mu H=2.0\times10^{-3}\times4.0\times10^{2}=$0.80T。

例題(れいだい)2：この物質(ぶっしつ)の中(なか)で、磁束密度(じそくみつど)に垂直(すいちょく)な面積(めんせき)$S=5.0\times10^{-2}$m²を貫(つらぬ)く磁束(じそく)を求(もと)める。$\Phi=BS=0.80\times5.0\times10^{-2}=$0.040Wb。

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変圧器(へんあつき)（新しいタブで開きます）やモーターのコイルには、鉄心(てっしん)のような透磁率(とうじりつ)の大(おお)きな強磁性体(きょうじせいたい)が使(つか)われる。同(おな)じ電流(でんりゅう)（同(おな)じ磁場(じば)の強(つよ)さH）でも、透磁率(とうじりつ)μが大(おお)きいほど磁束密度(じそくみつど)B＝μHが大(おお)きくなり、より強(つよ)い磁場(じば)をつくり出(だ)せるからである。

地球(ちきゅう)が大(おお)きな磁石(じしゃく)のようにふるまう理由(りゆう)は完全(かんぜん)には分(ぶん)かっていないが、地球(ちきゅう)内部(ないぶ)の核(かく)を流(なが)れる電流(でんりゅう)が磁場(じば)をつくっていると考(かんが)えられている（地磁気(ちじき)）。この磁場(じば)は、太陽(たいよう)から届(とど)く電気(でんき)を帯(お)びた粒子(りゅうし)をはね返(かえ)し、生物(せいぶつ)を守(まも)る役割(やくわり)も担(にな)う。