問題文
巻数 \( N \) のコイルを巻いた鉄心1と、空隙（エアギャップ）を隔てて置かれた鉄心2からなる図1のような磁気回路がある。この二つの鉄心の比透磁率はそれぞれ \( \mu_{r1}=2000 \)、\( \mu_{r2}=1000 \) であり、それらの磁路の平均の長さはそれぞれ \( l_1=200 \, \mathrm{mm} \)、\( l_2=98 \, \mathrm{mm} \)、空隙長は \( \delta=1 \, \mathrm{mm} \) である。ただし、鉄心1及び鉄心2のいずれの断面も同じ形状とし、磁束は断面内で一様で、漏れ磁束や空隙における磁束の広がりはないものとする。このとき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。
空隙における磁界の強さ \( H_0 \) に対する磁路に沿った磁界の強さ \( H \) の比 \( \dfrac{H}{H_0} \) を表すおおよその図として、最も近いものを図2の(1)～(5)のうちから一つ選べ。ただし、図1に示す \( x=0 \, \mathrm{mm} \) から時計回りに磁路を進む距離を \( x \, [\mathrm{mm}] \) とする。また、図2は片対数グラフであり、空隙長 \( \delta \, [\mathrm{mm}] \) は実際より大きく表示している。
図はタップで拡大できます。
選択肢
磁束密度は連続なので \(B=\mu_0H_0=\mu_{\mathrm{r1}}\mu_0H_1=\mu_{\mathrm{r2}}\mu_0H_2\)。よって
\(\dfrac{H_1}{H_0}=\dfrac{1}{\mu_{\mathrm{r1}}}=\dfrac{1}{2000}\)，\(\dfrac{H_2}{H_0}=\dfrac{1}{\mu_{\mathrm{r2}}}=\dfrac{1}{1000}\) となる形は(2)。