問題
図は磁性体の磁化曲線( \(BH\) 曲線)を示す。次の文章は，これに関する記述である。
1 直交座標の横軸は，\( \fbox{ （ア） } \) である。
2 \(a\) は，\( \fbox{ （イ） } \) の大きさを表す。
3 鉄心入りコイルに交流電流を流すと，ヒステリシス曲線内の面積に \( \fbox{ （ウ） } \) した電気エネルギーが鉄心の中で熱として失われる。
4 永久磁石材料としては，ヒステリシス曲線の \(a\) と \(b\) がともに \( \fbox{ （エ） } \) 磁性体が適している。
上記の記述中の空白箇所(ア)，(イ)，(ウ)及び(エ)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。
$$ \begin{array}{lllll} \ &（ア）&（イ）&（ウ）&（エ）\\ \hline (1) &磁界の強さ\ \rm[A/m] & 保磁力 & 反比例 & 大きい \\ \hline (2) &磁束密度\ \rm[T] & 保磁力 & 反比例 & 小さい \\ \hline (3) &磁界の強さ\ \rm[A/m] & 残留磁気 & 反比例 & 小さい \\ \hline (4) &磁束密度\ \rm[T] & 保磁力 & 比例 & 大きい \\ \hline (5) &磁界の強さ\ \rm[A/m] & 残留磁気 & 比例 & 大きい \\ \hline \end{array} $$
解説
答え：（５）
（ア）磁化曲線の縦軸，横軸について
問で与えられたグラフの縦軸，横軸は初めのうちは比例していますが，横軸の値が大きくなるにつれて，縦軸の値の増加が小さくなっています。つまり縦軸は上限を持った値だと考えられます。
磁界の大きさ \( H \ \rm[A/m]\) と磁束密度 \( B\ \rm [T]\) は，
\( B = μH \)
と比例の関係にあるため，外部から加える磁界を大きくすれば磁束密度も大きくなります。しかし、磁束密度 \(B\) は，物質ごとに飽和する値があり，『飽和磁束密度（最大磁束密度）』と呼ばれています。
したがって，縦軸が『磁束密度』，横軸が『磁界の大きさ』となります。
（イ）磁界を \(0\) にしたときの磁束密度
グラフの \(a\) は，外部から加える磁界の大きさを \(0\) としたにも関わらず，磁束密度は \(0\) にならないことを示しています。つまり、磁石の性質のもとになる『磁気』が残っているということになります。
したがって，\(a\) は『残留磁気』の大きさを表しています。
また，外部から加える磁界の大きさを初めと逆無に加えてもすぐには0とならないのは，磁石の性質を保っているためです。そのためグラフの \( b\) は『保磁力』と呼びます。
（ウ）磁化曲線とヒステリシス損
磁化曲線（ヒステリシス曲線）で囲まれた内部の面積は，ヒステリシス損の大きさを表します。
そのため、鉄心入りコイルに交流電流を流すと，ヒステリシス曲線内の面積に『比例』した電気エネルギーが鉄心の中で熱として失われます。
（エ）永久磁石
永久磁石とは，外部から磁界を加えなくても磁石として働く物質のことです。
そのため、保磁力や残留磁気が『大きい』物質ほど永久磁石の材料として適しています。
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