一般小学生
まとめ
- コイルの中に挿入することで、磁束を集中させ、磁力を大幅に強めることができる鉄製の芯材。
- 不純物が少なく磁化されやすい「軟鉄」が用いられ、高い透磁率と低い保持力を持つ。
- 電流を遮断すると速やかに磁性が失われるため、電磁石や変圧器などの制御に適している。
解説
軟鉄芯の主な役割は、コイルが発生させる磁束を効率よく通し、磁場を劇的に強めることにあります。軟鉄は「高い透磁率」を持っており、コイルに電流が流れると、芯の内部にある磁区が瞬時に整列して自身が強い磁石となります。これにより、空気のみの場合に比べて数百倍から数千倍もの磁束密度を生み出すことが可能です。
また、軟鉄は「磁気が残りにくい（保持力が低い）」という重要な物理的特性を持っています。炭素を多く含む鋼（はがね）などは、一度磁石になると電流を止めても磁力が残りますが、軟鉄は電流を遮断すると外部磁場への反応が速やかに解消され、残留磁気がほとんど残りません。このため、精密なオン・オフ制御が必要なリレー、モーター、クレーンの電磁石など、多くの電気機器において中心的な部品として利用されています。
小学生のみなさんへ
電磁石を作るときに、コイルの真ん中に入れる鉄の棒のことを「軟鉄芯」といいます。これを入れるだけで、電磁石の力はびっくりするほど強くなります。
ふつうの鉄とちがって、電気を流したときだけ強い磁石になり、電気を止めるとすぐに磁石ではなくなるという便利な特徴があります。もし、電気を止めても磁石の力が残ったままだと、クレーンでつり上げた荷物をはなせなくなって困りますよね。だから、すぐに磁石の力が消える軟鉄芯が使われているのです。
ルラスタコラム
軟鉄芯は、不純物がとても少ない鉄でできています。身近なところでは、モーターや、電気の電圧を変える「変圧器」という機械の中にも、たくさんの薄い鉄の板を重ねた軟鉄芯が入っているんですよ。
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