電磁気学と自由主義

個人的な電磁気学の勉強メモと、自由主義思想に関するメモ。

トランジスタ

トランジスタの役割 ・デジタル回路において:スイッチ(ON/OFFは電流で行う。) ・アナログ回路において:増幅(スイッチONが前提) トランジスタの入力/出力 ・3本の電極をもつ3端子素子 ①入力端子 ②接地端子 ③出力端子 ・入力の信号波形に沿って出力の信…

E-B対応とE-H対応

電束…Q[C]磁束…m=Φ[Wb] 電束密度…D=Q/4πr2磁場の強さ…H=Ids/4πr2 電場…E=1/ε・D磁束密度…B=μ・H 電気力線…Q/ε 磁力線…m/μ 電荷と電束と電場を結びつける式E=Q/4πr2・1/ε 電流と磁束と磁場(磁束密度)を結びつける式Φ=BS=μ(NI/L)S ⇔ Φ=μNS/L・I

送電は高電圧で…の謎

送電は高圧で行う。 なぜなら送電線の抵抗で電力を消耗してしまうから。 よく聞く話だ。しかし皆は疑問に思わないのだろうか。 少なくとも私は理解できなかった。 「高圧にすればするほど結局電流もたくさん流れるのでは?」 電圧を高くする=電流をたくさん…

抵抗の大小と電球の明るさ

■実験A抵抗が小さい電球と電池をつなぐ抵抗が大きい電球と電池をつなぐ →抵抗が小さい電球の方が明るい ■実験B抵抗が小さい電球と大きい電球を直列に電池とつなぐ →抵抗が大きい電球の方が明るい ■結論実験Aで、抵抗が小さい電球の方が明るいなら、導線の方…

起磁力NI

電磁気学を学んでいて唐突に登場する「起磁力=NI」。 ※N=コイル巻き数、I=電流 あまり高校物理では触れられず、磁気回路なる概念とともに登場し、面食らいます。 ■なぜ「起磁力=NI」と言えるのか? ソレノイドの場合、 磁束Φ=BS=μ(NI/L)S ⇔ Φ=μNS/L・I …

起電力と起磁力

しつこいが分かりづらいのでもう一度整理。 ■電場…電荷を囲む閉曲面で定義Q/4πr2×1/ε×4πr2=Q/ε電束密度×係数(誘電率の逆数)=電場起電力の源は電荷 ■磁場…電流と垂直方向の閉曲線(ループ)で定義Ids/4πr2×μ…ds=2πrのときμI/2r電流の長さの総和×係数(透…

誘導起電力vBLの二つの求め方

■前の記事で誘導起電力の大きさを以下のように求めた。 ・導体を速度vで動かす=導体中の電荷が動く=電流とみなされる F=qvBの力を受けて導体中の電荷が動き始める やがて電荷が動くことで発生した電位差とつり合い、動かなくなる。 qvB=qE⇔vB=E E=V/L…

qvBとIBLとvBl

■電場Eの力 ・F=qE ■磁場(磁束密度)Bの力 ・F=qv×B(速さvで移動するq[C]電荷が受ける力=ローレンツ力) ・F= IL×B(長さLの導線に走る電流が受ける力) 証明:vは1秒あたりの移動距離。 電流の定義は1秒[s]当たりに通る電気量[C]。 L/v=t、q/t=Iよ…

電気抵抗の直列・並列と、かかる電圧

以下は本当にメモ程度。間違っているかもしれない。 直列につないだそれぞれの抵抗にかかる電圧がどのように収束していくのか イメージができなかったため考えてみた。 電圧とは電位差であって、電場ではない。電場は電位差間の傾斜である。 抵抗値は、抵抗…

コンデンサーの極板間に働く力

先ほどの記事で、片方の極板が生む電場Ea=1/ε×Q/2Sと述べた。 さらに、Ea+Eb=1/ε×Q/S=E⇔Ea=Eb=1/2Eであった。 つまり、 ・極板aの形成する電場Ea=1/2E(極板間の電場Eの1/2) ・極板bの形成する電場Eb=1/2E(極板間の電場Eの1/2) 電場とは、相手(対…

コンデンサーとガウス則

①ガウスの法則…点電荷のみならず電荷一般と電場の関係式 電荷Q(点電荷とは限らない)が生む電場E ・1/ε×Q/S=E(εは空間の状況により変わる) ②電位…電荷をかけたらエネルギーになるもの。 1/ε×Q/4πrは、点電荷が形成する電位。電荷一般が形成する電位は?→…

電気回路とマクスウェル方程式

■電気回路は、電場×磁場の電磁エネルギーの流れを以下に集約している。 ・電池…電場×磁場のエネルギーを生み出す(供給する)。・コンデンサ(キャパシタ)…電磁エネルギーのうち、電場エネルギーのみを蓄える。・コイル(インダクタ)…電磁エネルギーのうち…

電束密度、磁束密度

・電荷Qが電場E=電位差をつくる=力の原因は電荷・電流Iが磁場B=磁位差をつくる=力の原因は電流 ・電場Eは電荷に対して仕事をする・磁場Bは電流に対して仕事をしない(垂直方向に作用するから) ※磁荷[Wb]を仮定すれば磁場Bは磁荷に対して仕事をする ・電…