N35永久磁石
磁気の基本概念H、B、M、Jは関連しているが、混同しやすい。Hは電流によって励起される磁場であり、Bは材料が感じる全磁場である。Mは材料の磁化強度、Jは磁気分極強度である。この4つは定義と単位が異なり、磁性材料業界の実務者にとっては非常に重要です。
磁場強度H、磁気誘導強度B、磁化強度M、磁気分極強度Jは、磁気学における4つの非常に重要な基本概念である。これらは関連していますが、時に混同されやすいこともあります。磁性材料業界の実務者にとって、これら4つの概念を区別することは非常に重要です。本日は、これらの概念と関係を詳しく説明します。
磁場強度 H
磁界の強さHは、実は実用的な意味を持たない物理量である。以前、磁場の強さを定義したとき、人々は磁気の電荷というものが存在すると仮定していたが、後にそのようなものは存在しないことがわかった。それは電流の反対側に過ぎない。
遠い1820年代、科学者たちは一連の画期的な発見をし、現代の磁気理論を切り開いた。
1820年7月、デンマークの物理学者ハンス・エルステッドは、電流を流すワイヤーに流れる電流が磁針に力を及ぼし、磁針の向きをそらせることを発見した。(エルステッド実験-電流の磁気効果）
このニュースがフランス科学アカデミーに届いてからわずか1週間後の9月、アンペールは、電流が同じ方向に流れる場合、2本の平行な通電ワイヤーが互いに引き合うこと、そうでない場合、電流が反対方向に流れると互いに反発し合うことを示す実験に成功した。
アンペールは1825年にアンペールの法則を発表した。アンペールの法則とは、電流の向きと、電流によって励起される磁場の磁束線との関係に関する法則である。
機械的な測定により、磁針が感じる「磁界」の強さは、長い直線のN35永久磁石から等距離の点では同じであり、距離の異なる点の「磁界」の強さは距離に反比例すると結論づけることができる。このように、機械的な測定と電流の強さによって磁界の強さHという物理量を定義する。その単位はアンペア/メートルA/mである。ガウス単位系では、Hの単位はOeエルステッドで、1A/m=4π×10-3Oeである。
磁場の強さHについては多くの説明があるが、単純にHを外部磁場として理解することもできる（電場の強さに類似しており、例えば電流Iを使って物体に磁場Hをかける）。
磁気誘導強度 B
磁界強度とは、外部電流によって与えられる磁界に過ぎない。磁場中の強磁性体の場合、外部磁場H N35 永久磁石の影響を受けることに加え、材料内部の粒子も外部磁場の作用を受けて誘導磁場を発生します。磁気誘導強度Bは、粒子がこの時の外部磁界Hと誘導磁界Mの和である全磁界を「感じる」ことを意味します。
真空中では、磁気誘導強度は外部磁界に比例する、すなわちB=μ0Hであり、μ0は真空の透磁率である。強磁性体内部の磁気誘導強度は、B=μ0(H+M) N35 永久磁石、すなわち全磁界はμ0に「電流によって発生する磁界H」と「Hによって磁化された後の媒体が発生する磁界M」の和を掛けたものに等しい。Bの単位はテスラT、ガウス単位系の単位はガウスGsで、1T=10KGsである。
実際には、磁気誘導強度は磁石の実質的な「磁界強度」であるが、歴史的にHが磁界強度と呼ばれてきたため、Bには磁気誘導強度N35永久磁石という別の名前をつけるしかない。BもHも「磁界の強さ」を指しますが、定義や導出方法が異なるため単位が異なります（ガウス系ではBの単位はガウスGs、Hの単位はエルステッドOe、1Oe＝1×10-4Wb・m-2＝1×10-4T＝1Gs）。
磁場強度Hは何もない空間の磁場である。空間内の物質は考慮しない。磁界と磁界を発生させる電流の関係に着目したものである。磁気誘導強度Bは、何もない空間の磁界Hに実際の物質を加えた後の最終的な磁界の強さを考える。実際の物質の磁界の強さに着目したもの。
磁化強度 M
先ほど磁化強度Mについて述べたが、これは外部磁場の作用を受けて物質内部の粒子が発生する誘導磁場である。現代物理学は、原子の各電子が原子核の周りを公転し、スピンしていることを証明しており、この両方の動きが磁気効果を生み出している。分子をN35永久磁石全体とみなすと、分子内の各電子によって発生する磁気効果の合計は、等価な円電流で表すことができる。
この等価な円電流は分子電流と呼ばれ、それに対応する磁気モーメントは分子磁気モーメントと呼ばれ、分子内の各電子の軌道磁気モーメントとスピン磁気モーメントのベクトル和であるpmで表される。
外部磁場がないとき、磁性媒体内の任意の体積要素に含まれるすべての分子の磁気モーメントのベクトル和はゼロである。磁性媒体が外部磁場にあるとき、各分子はトルクN35永久磁石を受け、分子の磁気モーメントが外部磁場の方向に向くように強制される。したがって、外部磁場の作用下では、どの体積要素に含まれるすべての分子の磁気モーメントのベクトル和もゼロにはならない。
このように磁性媒体は外部に対してある種の磁性を示す、つまり磁性媒体は磁化されている。磁性媒体の磁化状態（磁化度と磁化方向）を記述するために、単位体積内の全分子の磁気モーメントのベクトル和を表す磁化強度ベクトルMを導入する。
この誘導磁界Mと外部磁界Hの関係を調べるために、帯磁率χ=M/Hを定義する。帯磁率が大きいということは、同じ外部磁界であれば、より多くの内部誘導磁界を発生させることができるということであり、帯磁率が小さいということは、外部磁界が大きくても、内部の物質は「気にするのが億劫」で、弱い反応しかしないということである。
帯磁率には正と負がある。正の帯磁率χ>0は、発生する内部磁界Mの方向が外部磁界Hと同じであることを意味します。負の帯磁率χ<0は、材料内部でHによって発生する付加磁界Mが外部磁界Hの方向と反対であることを意味する。
磁気分極強度 J
以上、磁気誘導強度B=μ0(H+M)=μ0H+μ0Mを紹介した。μ0Mを物質の磁気分極強度、すなわちJ=μ0Mと呼び、その単位もT（テスラ）です。磁気分極強度Jは、物理的な意味では磁性媒体の単位体積の磁気双極子モーメントと解釈され、固有磁気誘導強度とも呼ばれます。ガウス系ではμ0=1なので、J=M N35 永久磁石。
軟磁性材料では、磁場強度の値は通常1000A/m以下、μ0は4×10-7H/m、J=B-μ0Hであるため、磁気誘導強度Bと磁気分極強度Jの差は非常に小さいが、硬磁性材料ではこの差が非常に大きくなるため、通常B=f(H)とJ=f(H)の2つの関係曲線が与えられる。
磁気学では、磁場強度（H）、磁気誘導強度（B）、磁化強度（M）、磁気分極強度（J）という用語が、物質の磁気的挙動の異なる側面を表しています。各用語の内訳は以下の通りです：
1.磁界の強さ ( \(H))
定義電流や磁性体によって発生する磁界の強さを表す。N35永久磁石に加わる着磁力の大きさを表す。
単位：N35永久磁石は、国際単位系(SI)のアンペアターン/メートル(A/m)です。
式長い直線の導体に対するアンペールの法則から、Ⓐ（H = Ⓐfrac{I}{2Ⓐpi r}Ⓐ）のように導くことができます。
2.磁気誘導強度（ \(B)
定義定義：磁束密度としても知られる磁気誘導強度(B)は、外部磁場とそれに対する物質の応答の両方の影響を含む全磁場を記述する。
単位：B）の単位は、SIシステムではテスラ（T）である。1テスラは1ニュートン毎アンペア・メートルN35永久磁石に等しい。
との関係：\ここで、"B "と "H "は関係式で表され、"B "は自由空間の透磁率、"M "は物質の磁化を表す。
3.磁化強度（ \(M)
定義磁化(Magnetization)とは、物質内の単位体積あたりの磁気モーメントのこと。印加された磁場に対して物質が磁化される度合いを表す。
単位：(M)の単位はSIシステムでA/m（アンペア毎メートル）。
式磁化ば（ M = ゙frac{text{magnetic moment}}}{text{volume}}} ゙ ）で表せます。
4.磁気分極強度 (J)
定義：磁気分極強度(Magnetic Polarization Intensity)は、特に古い文献では "M "と同じ意味で使われることがある。磁化と同じ概念で、材料内の単位体積あたりの磁気モーメントを表す。
単位：Jの単位もMと同じくA/m。
数量間の関係
1.\BとH：
\B＝Ⅻmu_0（H＋M）Ⅻ」。
ここで、Ⓐは自由空間の透磁率で、約ⒶπⒶ倍。
2.\MとH：
線状材料の場合、゙どの関係はN35永久磁石で与えられる：
\[ M = \chi_m H \]
ここで、Ⓐは材料の帯磁率である。
要約すると
- は印加磁場強度である。
- は結果として生じる磁気誘導または磁束密度である。
- は材料内の磁化または分極強度です。
これらの概念は、材料が磁場にどのように反応するかを理解するのに役立ち、磁気と電磁気理論の研究の基礎となる。
