2017年度 理論 問17(a)

巻数 $N$ のコイルを巻いた鉄心1と、空隙（エアギャップ）を隔てて置かれた鉄心2からなる図1のような磁気回路がある。この二つの鉄心の比透磁率はそれぞれ $\mu_{r1}=2000$、$\mu_{r2}=1000$ であり、それらの磁路の平均の長さはそれぞれ $l_1=200 \, \mathrm{mm}$、$l_2=98 \, \mathrm{mm}$、空隙長は $\delta=1 \, \mathrm{mm}$ である。ただし、鉄心1及び鉄心2のいずれの断面も同じ形状とし、磁束は断面内で一様で、漏れ磁束や空隙における磁束の広がりはないものとする。このとき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。

空隙における磁界の強さ $H_0$ に対する磁路に沿った磁界の強さ $H$ の比 $\dfrac{H}{H_0}$ を表すおおよその図として、最も近いものを図2の(1)～(5)のうちから一つ選べ。ただし、図1に示す $x=0 \, \mathrm{mm}$ から時計回りに磁路を進む距離を $x \, [\mathrm{mm}]$ とする。また、図2は片対数グラフであり、空隙長 $\delta \, [\mathrm{mm}]$ は実際より大きく表示している。