磁気誘導って熱損失します？

質問

磁石同士を、近づけたり離したりしたとき、熱損失って（磁石がアッチッチになる）発生するものなのでしょうか？
同様に、鉄内部の電子スピンの方向をそろえる（磁界をそろえる）行為に熱損失（鉄がアッチッチになる）は発生するのでしょうか？

初心者ですので、分かりやすい説明で教えて下さい。
よろしくお願いします。

回答No.8

foobar · ベストアンサー

ヒステリシス
例えば、鉄心の入った電磁石では、コイルに流す電流を変えたときに、
1A流したときには、磁力（磁束）が1
2A流したときには、磁力が1.5（磁気飽和の影響で電流に比例しない）
ここから、電流を下げて
1A流すと、磁力が1.2
という具合に、同じ電流を流しても、電流を増やしていく途中か下げていく途中かで、磁力（磁束）が変わる、という現象があらわれます。
これがヒステリシス。
これが起きると、たとえば、磁石を近付けていくときと離してゆくときで磁石にかかる力が異なるというような状況が起きて、その差の分だけエネルギー損失になります。

ばねを押したり引いたりするときに、摩擦がなければ縮んでゆくときも延びてゆくときも、ばねの長さが同じなら同じ力がかかるのに対して、
摩擦があると、摩擦分だけ加える力に差ができて、その分エネルギー損失になるのと、似た状況になります。

お礼

ご回答有難うございます。ヒステリシス・・。なんとなく反復横跳びを思い出しました・・。
体重が重い＝炭素等の不純物が多い＝損失が大きい。
体重が軽い＝炭素等の不純物が少ない＝損失が小さい。
というイメージになってしまいました。ちょっと恥ずかしい・・。
話は変わりますが、
電流を流すことは忘れて、至極単純に、飽和状態を完全に保てる（自由電子なしの）永久磁石同士を近づけたり離したりするとき、ヒステリシス損失ってどのようになるのでしょう？
現実無視の質問ばかりで申し訳ございませんが、よろしければご回答お願いします。

回答No.7

foobar

鉄に磁石を近づけたり放したりすると、＃１－＃３回答にあるような渦電流が流れて発生する損失以外に、摩擦に相当するヒステリシス損失というのも発生します。

磁石同士を近づけたりする場合は、状況によるかも。
磁石内部の磁化の様子が変わるくらい派手に近づけたりするとヒステリシス損失は発生するでしょうが、磁化の様相が変わらなければヒステリシス損失は発生しないかと思います。（渦電流損失は、磁石内部の磁束の変化、材質の導電率によって変わるかと思います）

お礼

ご回答有難うございます。渦電流　なんとなく理解しかけております。おそらく、アルミ等の内部の自由電子が、磁束線の影響を受けて誘導起電力が発生することでしょうか？　　流れる方向の決まった自由電子を金属原子が邪魔する（衝突する）ことで熱エネルギーが発生する。
ならば、金属内に自由電子が存在しなければ、熱エネルギーも存在しないということでしょうか？
また、磁束線に沿って自由電子が移動する場合（円盤を回転させるのではなく、ピストン運動）も熱エネルギーは発生しない？
ヒステリシス損失・・。はじめて聞きました・・。調べても全然ワカリマセン・・。絵が載っているサイトが無いんです。ムズカシイ言葉ばかりで・・。申し訳ありませんが簡単に教えて頂けますでしょうか。

回答No.6

noname#84191

No４　操作ミスで投稿してしまいました。

Ｎｏ５のみお読みください。
Ｎｏ４は間違っていますので・・・

回答No.5

noname#84191

ＡＮｏ３です。
回答ありがとうございました。

さて、質問者さんの年齢と言いますか、立場はどの様なものでしょう・・・
高校生とか大学生・社会人？などなど
おおよその事が分かれば、回答の仕方も全部説明が必要なのか、前提は端折れるのかが出来ると思うのですが・・・

お礼

ご回答有難うございます。
私は社会人ですが、説明内容は　中・高学生を想定して頂けると助かります。理数系、かなりダメです。
またまた補足させてください。「棒磁石同士を近づけたり離したりする=（ニアリーイコール）バネを伸ばしたり縮めたりする」と考えています。鉄バネ等にはきっと熱損失が存在して（んー０．１％ぐらい？）1億回伸縮させるとバネはアッチッチになる気がします。
同じように、「棒磁石同士を近づけたり離したりする」ことに、熱損失が存在しても、まー　当然かな？とは思います。
ただ、バネは構造体自体に変形がおきるのに対して、磁石は変形しません。変形もしていないのに熱って発生するんかな？とも思います。

回答No.4

noname#84191

ＡＮｏ３です。
回答ありがとうございました。

さて、質問者さんの年齢と言いますか、立場はどの様なものでしょう・・・
高校生とか大学生・社会人？などなど
おおよその事が分かれば、回答の仕方も全部説明が必要なのか、前提は端折れるのかが出来ると思うのですが・・・

先ず、磁石だけを幾ら動かしても、導体（電線）がなければ誘導電圧は起きません。
棒磁石を幾ら動かしても・・力の変化（手に持っていれば力の変化を感じられるし、計算で求める事もできます）はありますが、なんらかのエネルギーとして取り出す事は出来ません。

お礼

ご回答有難うございます。
私は社会人ですが、説明内容は　中・高学生を想定して頂けると助かります。理数系、かなりダメです。
またまた補足させてください。「棒磁石同士を近づけたり離したりする=（ニアリーイコール）バネを伸ばしたり縮めたりする」と考えています。鉄バネ等にはきっと熱損失が存在して（んー０．１％ぐらい？）1億回伸縮させるとバネはアッチッチになる気がします。
同じように、「棒磁石同士を近づけたり離したりする」ことに、熱損失が存在しても、まー　当然かな？とは思います。
ただ、バネは構造体自体に変形がおきるのに対して、磁石は変形しません。変形もしていないのに熱って発生するんかな？とも思います。

回答No.3

noname#84191

電気機器（特にトランス）はその損失を軽減するための戦いの歴史といっても良い位です。

磁気材料の開発
材料を薄くする技術
などなど

損失であっちちに・・・なるのです。
放熱のための設備に多大のお金を掛けてます。

お礼

ご回答有難うございます。また補足させて下さい。私の、磁石を近づけたり離したりしたときのイメージは、教材として良く見かける永久磁石のバー型をスキーに見立て（パラレル）、はげしく足を前後するカンジです。意味不明！？
磁力線と力の方向を９０度としたとき、最効力の電気を得られるとするならば、磁力線と力の方向を０度としたとき　電力発生は限りなく０に近づくものと考えます。（自信なし！！）
・・・・というか導体（銅線とか）の抵抗に熱損失が生じることは理解しますが、そもそも導体自体存在しなければ、損失も存在しないのではないでしょうか？
スミマセンが、やさしく教えて下さい。

回答No.2

noname#65902

私も初心者ってか詳しくないんですが。

熱損失、ってことは「無駄な熱になってしまうエネルギ」ってことでしょうか。
永久磁石を近づけたり離したりして磁界が変動して、
「うず電流」が流れる状況であれば当然のように発生してると思われます。

熱損失、とはいっても「アッチッチ」になるほど熱が出る状況は、そうないでしょう。

熱に変換されるエネルギーは、「反発する磁石をくっつける」または「引き合う磁石を引き離す」のに要した力ｘ距離 だけの量ですから。

お礼

ご回答有難うございます。補足しますと、熱損失は「無駄な熱になってしまうエネルギ」のつもりです。
「うず電流」・・・はじめて知りました。電磁調理器に利用されているんですね。
間違っていたらゴメンナサイ。TDK techco magazineで少し調べたのですが、「うず電流」とは、磁石とアルミ等の磁石に吸いつかない金属円板の組み合わせにより発生するものではないでしょうか？
今回の質問は、「磁石と磁石」、もしくは「鉄と磁石」を近づけたり離したりすることなので、「うず電流」は発生しないかと思うのですが・・　いかがでしょうか？

回答No.1

heinell

フレミングの法則…電気・力・磁力の方向…

少なくとも力と磁力の方向が決まって動くって事は電気が発生する。
って事は超伝導状態でもなければ電気抵抗から熱が発生する事だけは間違いないんではないかと。
（当然本来の動作とは無関係だから損失になる）

物理学は高校までしか習ってないんで他の解もあるかもしれません＾＾

お礼

早速のご回答有難うございます。
フレミングの法則・・。右手！？左手！？　　悲しいほど憶えておりませんが、親指が力で、ひと刺し指が磁界だったような・・・

基本的なことで疑問が沸いてしまったのですが、力と磁界が同一方向であった場合、電気って発生するんでしょうか？

かなり恥ずかしい質問かも・・・

大きな心でご回答お願いします。