永久磁石

永久磁石

出典: Wikipedia
一般小学生

まとめ

  • 一度磁化されると、外部からの磁界や電力供給がなくても長期間にわたって磁力を保持し続ける物体。
  • 鋼鉄や強磁性体材料を用いて作られ、磁極の向きや磁力の強さを容易に変えることができない性質を持つ。
  • モーターの固定子や発電機、スピーカーなど、現代社会の精密機器において安定した磁場を供給する役割を担う。

解説

永久磁石は、内部の原子磁気モーメント(電子のスピンなど)が一定方向に整列し、その状態が固定されることで磁力を発揮します。この磁力を維持する強さを「保持力」と呼び、保持力が大きいほど外部磁場や熱の影響を受けても磁力が弱まりにくいのが特徴です。電流を流している間だけ磁石になる「電磁石」とは対照的に、エネルギー消費せずに磁界を発生させ続けることができます。

主な種類には、酸化鉄を主原料とした安価な「フェライト磁石」、非常に強力な磁力を持つ「ネオジム磁石」、耐熱性に優れた「サマリウムコバルト磁石」などがあります。特にネオジム磁石は、電気自動車(EV)風力発電機の高性能モーターに不可欠な素材となっており、機器の小型化と高出力化の両立に大きく貢献しています。

コラム

モーターの回転原理には、永久磁石と電磁石の両方が関わっています。電磁石に電流を流して磁界を発生させ、それが永久磁石の磁界と反発・吸引し合うことで回転力が生まれます。また、この逆の仕組みを利用したのが発電機です。磁界の中で導線を動かす(または磁石を動かす)ことで電流が発生する「電磁誘導」の現象を利用し、タービンなどの回転運動を電気エネルギーに変換しています。

小学生のみなさんへ

「永久磁石(えいきゅうじしゃく)」は、ずっとじ石の力が消えないもののことだよ。みんなの家のれいぞうこにはってあるマグネットや、理科のじっけんで使う棒じ石も永久磁石のなかまだよ。電気を流したときだけじ石になる「電磁石(でんじしゃく)」とはちがって、一度じ石になったらずっと鉄をくっつける力をもっているんだ。

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