エアギャップ式発電機のギャップ間の磁束密度について

質問

エアギャップ式発電機で磁石間の距離やヨークの取り付け方でどのように磁束密度が影響するか教授願います。
以下のような磁石の配置及びヨークの取り付けとした場合、

　　　　＿＿＿　　＿＿＿　←ヨーク取り付け
　　　　Ｎ　　Ｓ　　Ｎ　　Ｓ
　（上）Ｓ　　Ｎ　　Ｓ　　Ｎ

　　　◎　×　・・・・　◎　×　←コイル

　（下）Ｎ　　Ｓ　　Ｎ　　Ｓ
　　　　Ｓ　　Ｎ　　Ｓ　　Ｎ
　　　　＾＾＾＾＾＾　　＾＾＾＾＾＾　←ヨーク取り付け

　　　　↑　　↑　　↑　　↑
　　磁石１　　２　　３　　４

（１）横並びの磁石間の距離は全て同じとして、上下の磁石間のギャップが横並びの磁石間の距離より短い場合は、磁束は磁石１（上下）～磁石２（上下）の磁束のループが出来て上下間のギャップ部分（コイル部分）の磁束密度は高くなるのでしょうか？

（２）逆に上下間のギャップが横並びの磁石間の距離より大きい場合は、横並び同士で磁束の漏れが発生し、上下間のギャップ部分（コイル部分）の磁束密度は低くなるのでしょうか？（その場合、下の磁石２のＳ極は磁石３のＮ極に漏れる磁束よりも磁石１のＮ極に流れる磁束の方が大きい？）

（３）そもそもヨークを付けた方が上下間（コイル部分）の磁束密度は高くなるのでしょうか？

（４）また、ヨークの取り付け方は図のように磁石１，２とセットの場合と1から４まで、まとめて取り付ける場合とではコイル部分に与える磁束密度に差はあるのでしょうか？

（５）仮に問1の考え方が正解だとすれば、コイルの厚みは薄く巻いて（ある程度の巻き数は必要でしょうが・・）横並び同士の距離より、向かい合った磁石間のギャップを小さくしたほうが高い電圧が得られると言う事でしょうか？

以上、基本的なことですがよろしくお願いします。

回答No.1

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（3）
ヨークが無いと、１上下2上下のループでの磁気抵抗（ヨークがあった部分の磁気抵抗）が増加して、磁束密度はさがるかと思います。
（4）
べったりヨークをつけると、たとえば2下3下のループの磁気抵抗が下がるので、横にもれる磁束が増えるかと思います。コイル部分の磁束が減るかどうかは、ギャップの大きさや磁極間の距離にもよるでしょうが、まず減るのではないかと。
（5）
誘起電圧は磁束の大きさだけではなくて、磁束の時間変化（磁束密度の空間変化とそこを横切る速度）で決まります。磁極間隔をあけて、１，２，３，４の距離を大きくとると、磁束密度の空間変化（dB/dx)が小さくなって、誘起電圧が下がるような、、。
（極端に磁極間隔を詰めると、Ｂが下がってdB/dxが小さくなるような、、）
どこかに最適点があるような気がします。