磁気抵抗

磁気抵抗、または磁気リラクタンスは、磁気回路の解析に用いられる概念です。これは、起磁力（mmf）と磁束の比として定義されます。磁束に対する抵抗を表し、物体の形状と組成に依存します。

磁気回路における磁気抵抗は、電気回路における電気抵抗に類似しており、抵抗は電流に対する抵抗の尺度である。この点において、磁気抵抗の定義はオームの法則に類似している。しかし、抵抗を通過する電流の場合とは異なり、磁気抵抗を通過する磁束は熱を放散しない。したがって、この類似性は、エネルギーが磁気領域と電気領域の間を移動するシステムにおけるエネルギーの流れをモデル化するために使用できない。エネルギーの流れを正しく表現する磁気抵抗モデルの代替類似性は、ジャイレータ・キャパシタモデルである。^{[ 1 ]}

磁気抵抗はスカラー量であり、示量性を持つ。磁気抵抗の単位は逆ヘンリー、H⁻¹^である。

「リラクタンス」という用語は、1888 年 5 月にオリバー・ヘヴィサイドによって造語されました。^{[ 2 ]} 「磁気抵抗」の概念は、 1840 年にジェームズ・ジュールによって初めて言及されました。^{[ 3 ]}閉回路のオームの法則に似た磁束法則のアイデアは、 1873 年の論文でヘンリー・オーガスタス・ローランドによるものとされています。 ^{[ 4 ]}ローランドは、 1880 年に「起磁力」という用語を造語した人物でもあります。^{[ 5 ]}また、この用語は、少し後の 1883 年にボザンケによって、明らかに独立して造語されました。^{[ 6 ]}

ためらいは通常、筆記体の大文字で表されます。$\displaystyle {\mathcal {R}}}$。

交流磁場と直流磁場の両方において、磁気抵抗は、磁気回路内の起磁力（MMF）と、その回路内の磁束との比です。脈動する直流磁場または交流磁場では、磁気抵抗も脈動します（フェーザを参照）。

その定義は次のように表現できる。 $${\displaystyle {\mathcal {R}}={\frac {\mathcal {F}}{\Phi }}}$$ どこ

• $\displaystyle {\mathcal {R}}}$（「R」）は、アンペアターン/ウェーバー（ヘンリーあたりのターン数に相当する単位）で表される磁気抵抗です。「ターン」とは、インダクタを構成する電気導体の巻数を指します。
• $\displaystyle {\mathcal {F}}}$（「F」）はアンペアターン単位の起磁力（MMF）です。
• Φ（「ファイ」）は、ウェーバー単位の磁束を表す。

これはホプキンソンの法則とも呼ばれ、抵抗を磁気抵抗に、電圧を起磁力に、電流を磁束に置き換えたオームの法則に類似している。

透過性は抵抗の逆である。 $${\displaystyle {\mathcal {P}}={\frac {1}{\mathcal {R}}}}$$

そのSI組立単位はヘンリー（インダクタンスの単位と同じだが、この2つの概念は異なる）である。

磁束は常に閉じたループを形成します。これはマクスウェル方程式で説明できますが、ループの経路は周囲の物質の磁気抵抗に依存します。磁束は磁気抵抗が最も低い経路に集中します。空気や真空は磁気抵抗が高く、軟鉄などの磁化しやすい物質は磁気抵抗が低くなります。磁気抵抗の低い物質に磁束が集中すると、強力な一時的な磁極が形成され、物質を磁束の高い領域へと移動させる機械的な力が生じるため、常に引力（吸引力）となります。

均一な磁気回路の磁気抵抗は次のように計算できます。 $${\displaystyle {\mathcal {R}}={\frac {l}{\mu _{0}\mu _{r}A}}={\frac {l}{\mu A}}}$$

どこ

• lは回路の長さ（メートル）です。
• $\displaystyle \mu _{0}}$は真空の透磁率であり、 ${\textstyle 4\pi \times 10^{-7}\mathrm {\frac {H}{m}} }$（または、${\textstyle \mathrm {\frac {kg\cdot m}{A^{2}\cdot s^{2}}} }$=${\textstyle \mathrm {\frac {s\cdot V}{A\cdot m}} }$=${\textstyle \mathrm {\frac {J}{A^{2}\cdot m}} }$）
• $\displaystyle \mu _{r}}$は材料の相対透磁率（無次元）です。
• ${\displaystyle \mu }$材料の透過率（${\displaystyle \mu =\mu _{0}\mu _{r}}$）
• Aは回路の断面積（平方メートル）です。

• 特定の変圧器のコアには、飽和の影響を軽減するために一定の空隙を設けることができる。これにより磁気回路の磁気抵抗が増加し、コアが飽和する前に蓄積できるエネルギー量が増える。この効果はフライバック変圧器にも利用されている。
• 可動式の保持具によってコア内に可変のエアギャップを設けることで、磁気回路内の一定の起磁力を変化させることなく、磁気回路内の磁束量を変化させる磁束スイッチを形成することができる。
• Variation of reluctance is the principle behind the reluctance motor (or the variable reluctance generator) and the Alexanderson alternator. Another way of saying this is that the reluctance forces strive for a maximally aligned magnetic circuit and a minimal air gap distance.
• Loudspeakers used in conjunction with computer monitors or other screens are typically shielded magnetically, in order to reduce magnetic interference caused to the screens such as in televisions or CRTs.^[7] The speaker magnet is covered with a material such as soft iron to minimize the stray magnetic field.

Reluctance can also be applied to:

• Reluctance motors
• Variable reluctance (magnetic) pickups
• Magnetic capacitance
• Magnetic circuit
• Magnetic complex reluctance