今回はちょっとしたまとめとして、電磁力で説明したフレミング左手の法則と、電磁誘導で説明したレンツの法則について並べて復習します。 フレミングの法則は、電磁力が働く方向を磁界の向きと電流の向きから求めるものでした。 磁界の向き、電流の向きで動…

今回は誘導起電力について考えてみたいと思います。 前回の説明で、誘導起電力は磁束の時間変化率に比例するとありました。磁束Φは磁束密度と面積の積で表されます。つまり、磁束を決めるとき、磁束密度が一定で面積が変化した場合と面積が一定で磁束密度が…

今回は電磁誘導について説明します。 これまでは電流が作る磁界や、電磁力について説明しました。 対して電磁誘導は、コイル内で磁束が変化することで起電力、つまり電気が発生するという現象です。この起電力を誘導起電力といいます。 電磁誘導で発生する起…

今回は、電流が作る磁界が別の電流に及ぼす電磁力を求めたいと思います。 図のように平行に導体があり、それぞれI1,I2[A]が流れています。 まず、I1が作る磁界がI2に及ぼす電磁力を考えます。 (単位長さ当たりとします) (Ⅰ)I1から距離r[m]離れた点の磁界の向…

今回は前回に引き続き、電磁力について説明します。 改めて電磁力について考えると、電流と磁界から力が発生するということは、電気エネルギーを運動エネルギーに変換していることになります。 図に示している方形コイルは電流を流すことで回転します。これ…

磁界中の電流に働く力について説明します。 電流が流れる導体を磁界に置くと、電磁力が働きます。 電磁力の大きさは、F=I[A]×B[T]×l[m]で表されます。 電磁力の方向は、電流が流れる向きから磁界の向きに右ねじを回す向きに働きます。 この電磁力に関する法…

今回はクーロン力とローレンツ力について考えます。 クーロン力は、電界中に置かれた電荷に加わる力です。 方向はプラスの電荷ならば、電界の向きの方向に等しく、電界の大きさをE[V/m]とすると、F＝q×E[N]で表されます。 一方、ローレンツ力は磁界中を速さv…

これまで磁界の大きさはアンペア周回路の法則より求めてきました。 今回はビオ・サバールの法則について考えてみたいと思います。 ビオ・サバールの法則は導体の微小部分に流れる電流が、任意の点Pに作る微小磁界の大きさを表したものです。 円形コイルをの…

今回はコイルが無限に連なっている無限ソレノイドの作る磁界について考えます。 一本のコイルが作る磁界は図の場合は右ねじの法則より、右側を向きます。 磁界の大きさについては、アンペア周回路の法則を用います。 長方形ABCDを閉曲線と考えると、左辺はH1…

前回は磁界の大きさについて法則を説明しました。 今回から3回は具体的な例を挙げて、磁界について考えたいと思います。 直線状導体に流れる電流が作る磁界について、その方向と大きさについて考えます。 磁界の向きは電流の向きに対して右ねじの方向になり…

磁界は電界と同じく、ベクトル量です。ベクトルということは大きさと向きで表されます。 磁界は電流の周りに発生し、電流が流れる向きに対して右ねじの方向を向いています。これをアンペア右ねじの法則といいます。 磁界の大きさは、アンペア周回路(積分)の…

今回から磁界について説明していきます。 電界と磁界には類似性があり、本格的に説明する前に比較してみたいと思います。 電界は静止している電荷により作られ、磁界も同様に磁荷によって作られていると考えることができます。 電界の大きさは単位面積当たり…

前回はコンデンサの並列、直列接続について説明しました。 今回はコンデンサに電荷がたまる様子と蓄積されるエネルギーについて説明します。 電圧がかかっていないコンデンサは当然のように０[c]です。 電圧をかけると、電荷がだんだんたまります。 このコン…

今回は回路に接続されたコンデンサの合成静電容量について説明します。 前回の静電容量と合わせて参照ください。 コンデンサは抵抗、コイルとともに素子として回路計算でもよく用いられます。回路計算をする中で、素子の数が多くなると計算が難しくなります…

今日は静電容量について説明します。 定義：二つの導体があり、一方に＋Q[c]、他方に－Q[c]の電荷を与えたとき、この電位差をV[V]とする。このとき、C=Q/Vで表されるものを導体間の静電容量と言い、単位はF(ファラド)を用いて表す。 式から、単位電位差当た…

前回は電位の定義および考え方について説明しました。引き続き、電位について説明します。 前回の電位の説明では、電場は一様であるという前提でした。 これに対して、実際の電場の大きさは電荷からの距離によって変化します。 そして、そもそも電位の基準点…

今回は電位について説明します。 電位は結論から言うと、単位正電荷が持つ位置エネルギーと言えます。 エネルギーとは、力×距離で定義されています。 重力が働いている空間(重力場)では当たり前ですが、常に重力が働いています。 物が落ちる現象で考えると、…