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電験対策 学習アウトプット第3弾 電界の強さ2

電験対策

今回は前回に続いて電界の強さについて説明します。

 

今回は電界の強さについて、もう一つの説明方法として電気力線という概念を用います。

電気力線(でんきりきせん)とは電界を仮想的に示す線です。

電荷が作る電界は見えないので、電気力線という線が電荷から飛び出していると仮想的に考えます。この仮想線は電荷が大きければ多く出るし、小さければ少なく出ます。Q[c]から出る電気力線の数はQ/ε[本]とします。

 

そして電界の大きさは、この電気力線の密度に等しいとされています。

言い換えると1m2の面からでてくる電気力線の本数Q/ε[本]が電界の大きさという意味です。

PPTの2ページ目の(1)点電荷が作る電界の大きさの導出をご覧ください。

ここでは点電荷からr[m]にできる電界の大きさを求めます。

電荷から電気力線が出ると考えると、この線は四方八方に放射状に出ると考えられます。そのため、電気力線は電荷の周りr[m]にできる球の表面を貫きます。この電気力線の本数を球の表面積で割れば、電界の大きさが求まります。

ここで前回示した、電界の式と一致することがわかると思います。

 

同様に線電荷、面電荷が作る電界の大きさも導出しています。

興味深いのは面電荷が作る電界はどこまで行っても一定です。これは別の買いで紹介するコンデンサに関係します。

 

電界の大きさは「電気力線の密度」と覚えると以下のように応用が利供養になると思います。

 

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