電界 / 磁界 / 電磁力 / ローレンツ力

電荷・電界・電位差(電圧)

電荷(量)Q

　単位：C(クーロン)
　電荷素量e
　e　＝　1.602×10^-19［C］
　

2個の静電荷に働くクーロン力

　（63.51）
　クーロン力F　　
　$$F＝\frac { 1 }{ 4πε_{ 0 } } ×\frac { g_{ 1 }×g_{ 2 } }{ r^{ 2 } } ＝9×{ 10 }^{ 9 }×\frac { g_{ 1 }×g_{ 2 } }{ r^{ 2 } }$$ 
　r：距離　g：電荷　ε0：真空の誘電率

電界(1つの電荷が力を及ぼす空間)

　電界の強さE　
　 E　＝　「電気力線の数」÷「表面線［m²］」

・点電荷から距離r［m］での電界の強さE 　
（70pm75、67am74、61.51）
$$E＝\frac { g }{ 4π・r^{ 2 }・ε }　 ［N/C＝V/m］$$

・電気力線　（70am75.pm75、67am74)
　電荷から放射性に発生し、電界を形成する仮想的な線
　数はQ[C] /ε本出る
　正電荷から垂直に出て負電荷で終わる
　（単独の場合は無限点）
　電界の方向を示す（接線方向）
　電気力線の密度は電界の強さを示す
　交わったり、枝分かれせず、滑らかな線である

・等電位面(線)
　電気力線と直交する

電位

　（70pm75、67am74、61.51）
　単位：V(ボルト)［ J/C＝(N・m)/C］
　均一な電界Eの中で、電界の方向に距離d離れた位置の電位差V
　V＝E×d［V］
 

磁界・磁気力・磁気モーメント

磁極間に働く力（磁気力）F

　（70am76）
$$F＝比例定数k×\frac { m_{ 1 }×m_{ 2 } }{ r^{ 2 } } $$
　r：距離　　
　m：磁極の強さ［Wb＝V・s］(ウェーバ)

磁界（磁極が磁気力を及ぼす空間）

・磁界の強さH
　単位：［ J/C＝(N・m)/C＝A/m］　（61.51）

・距離rでの磁気力F［N］　　
　$$F＝\frac { m }{ 4π・{ r }^{ 2 }・μ } 　$$
　μ：透磁率

・磁力線
　基本的に電気力線と同じ
　数はm[Wb] /μ本出る

・磁束密度B　＝　磁場
　(69am75、68pm75、66.51、63.52、60.54)
　単位［T(テスラ)＝Wb/m² ＝μ×H］

磁気モーメント

　（66.51、62.52）
　磁界Hに磁極mを置いたときに受ける回転力T
　T　＝　l×m×H×sinθ［N・m］
　l：磁石の長さ［m］　
　m：磁極の強さ［Wb］　
　l×m：磁気モーメント

電流I

（65.51、61.52）
・単位：A（アンペア）＝C/s
　直流電流に垂直な半径r［m］上には磁界Hが発生する
　磁界の方向は右ねじを回す方向（右ねじの法則）

・アンペールの法則　（66.51）
　磁界H［A/m］＝「電流I」÷「磁界の長さm」
　　　　　　　　＝I÷2πr

・ビオ・サバールの法則　（67pm76）
　位置rにおける、電流による磁束密度Bを表す式
　電流に対して直角方向の磁界の強さが最大となる

電磁力・電流力・ローレンツ力

電磁力

　（67pm76）
　方向：フレミングの左手則
　大きさF　＝　μ×H×l×I×sinθ
　　　　　　＝　B×l×I×sinθ
　μ：透磁率　
　H：磁界［A/m］
　I：電流［A］
　l：長さ［m］
　B：磁束密度

電流力

　（67pm76）

ローレンツ力F

　F　＝　μ×H×e×v　
　　　＝　B×e×v
　v：電荷の速度［m/s］