ギルバート (単位)

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ギルバート(gilbert)は、電磁単位系、およびガウス単位系において一貫性のある起磁力磁位単位である[1][2]。この単位は1930年国際電気標準会議で採択された。この名称は16世紀のイギリスの物理学者・ウィリアム・ギルバートに由来する。

磁場の強度 H の下で曲線 C に沿った起磁力は

で与えられるので[1][2]、起磁力の次元は [磁場の強度]×[長さ] である。 したがって、磁場の強度の単位エルステッド(Oe)と、長さのCGS単位センチメートル(cm)から、ギルバートは一貫性のある単位として

Gb = Oe cm

で定義される[1]。力のCGS単位ダイン(dyn)により、エルステッドが Oe =dyn1/2/cm で表されるので、ギルバートは Gb = dyn1/2 となる。

均一な磁場 H の下で、磁場の向きに沿って距離 δ 離れた2点間の起磁力は

となる。磁場に H = 1Oe を、距離に δ = 1cm を代入すれば

となり、したがって

均一な 1Oe の磁場の下で磁場の向きに 1cm 離れた2点間の起磁力が 1Gb である。

単位の換算

国際単位系(SI)においては、1Oe がおよそ (1.000×103/4π)A/m 79.577 A/m に相当するので、1Gb はおよそ (1.000×101/4π)A 0.79577 A に相当する

その他の電磁気量の単位との関係

電磁単位系においては、起磁力は電流と同じ次元を持つ。従って、ギルバートと電流の単位ビオはともに dyn1/2 であり、同一の単位に異なる名称を用いているに過ぎない。同一の単位に二つの単位に異なる名称を用いているのは、単位を用いる物理量が異なるためである。起磁力と電流は同じ次元を持つが同一の量ではないため、これらを直接に比較することはできない。電流を起磁力へと関係付けるには、コイル巻数などの幾何学的な無次元量の因子をかける必要がある。この事情は国際単位系においても同様であり、旧くは起磁力の単位としてアンペア回数(アンペアターン、AT)が用いられていた。

MKSA/SI物理量emuesu/gauss MKSA/SI物理量emu/gaussesu
アンペア (A)電流I101 Bi101c ボルト (V)----
ボルト (V)起電力電位V108108/c アンペア (A)起磁力磁位Fm101×4π Gb101×4πc
オーム (Ω)電気抵抗R109109/c2 ジーメンス (S)----
クーロン (C)電荷Q101101c Fr ウェーバ (Wb)磁荷Qm108/4π108/4πc
電束ψ101×4π101×4πc 磁束Φ108 Mx108/c
ファラド (F)静電容量C109109c2 ヘンリー (H)インダクタンスL109109/c2
V/m電場E106106/c A/m磁場H103×4π Oe103×4πc
---- 磁化M103103/c
C/m2電束密度D105×4π105×4πc テスラ (T)磁束密度B104 G104/c
電気分極P105105×c 磁気分極Pm104/4π104/4πc
F/m誘電率ε1011×4π1011×4πc2 H/m透磁率μ107/4π107/4πc2
表の見方

脚注

参考文献

関連項目

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