電荷と磁荷を比較する




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電荷と磁荷を比較する

電荷に関することと、磁荷に関するものを比較してみましょう。

電荷 磁荷
電荷 \(Q\) [C] 磁荷 \(m\) [Wb]
電界 \(E\) [V/m] \(E=\cfrac{Q}{4πεr^2}\) [V/m] 磁界 \(H\) [A/m] \(H=\cfrac{m}{4πμr^2}\) [A/m]
\(ε=ε_0ε_r\) \(μ=μ_0μ_r\)
電束 \(Q\) [C]=Q 本の電束
1 [C] の正電荷から 1本の電束
磁束 \(\phi\) [Wb] \(m\) [Wb]=m 本の磁束
電束密度 \(D\) \(D=\cfrac{Q}{4πr^2}\) [C/m2] 磁束密度 \(B\) \(B=μH\) [T]
\(D=εE\) [C/m2]
電荷に関する 
クーロンの法則
\(F=k\cfrac{Q_1Q_2}{r^2}\) [N] 磁荷に関する 
クーロンの法則
\(F=k\cfrac{m_1m_2}{r^2}\) [N]
\(k=\cfrac{1}{4πε_0}≒9×10^9\) [N・m2/C2] \(k=\cfrac{1}{4πμ_0}=6.33×10^4\) [N・m2/Wb2]
比誘電率中の
クーロンの法則
\(F=\cfrac{1}{4πε_0ε_r}×\cfrac{Q_1Q_2}{r^2}\) [N] 比透磁率中の
クーロンの法則
\(F=\cfrac{1}{4πμ_0μ_r}×\cfrac{m_1m_2}{r^2}\) [N]
電界 \(E\) 中で働く力 \(F=qE\) [N] 磁界 \(H\) 中で働く力 \(F=mH\) [N]

項目の説明

電荷

・電荷は、\(Q\) で表し、単位は [C] クーロンを使います。電荷量という場合もあります。

磁荷

・磁荷は、\(m\) で表し、単位は [Wb] ウェーバーを使います。磁気量、磁極の強さという場合もあります。

電界の強さ

・電界の強さ \(E\) [V/m] は \(Q\) [C] の電荷から、\(r\) [m] はなれたところの電界の強さを表します。

磁界の強さ

・磁界の強さ \(H\) [A/m] は \(m\) [Wb] の磁荷から、\(r\) [m] はなれたところの磁界の強さを表します。

電束

・電束は、媒質の誘電率に関係なく \(Q\) [C] の電荷から \(Q\) 本の電束がでていると決めます。

磁束

・磁束は、媒質の透磁率に関係なく \(m\) [Wb] の磁荷から \(m\) 本の磁束がでていると決めます。

電束密度

・電荷 \(Q\) [C] を中心に半径 \(r\) [m] の球面上の任意の点Pにおける電束密度は
 \(D=\cfrac{Q}{4πr^2}\) [C/m2] で表される。

磁束密度

・単位は [T] テスラが使われる。透磁率 \(μ=μ_0μ_r\) の媒質中の磁界が \(H\) [A/m] であれば、その点の磁束密度は
 \(B=μH\) [T] で表される。

電荷に関するクーロンの法則

・電荷に関するクーロンの法則は、電荷 \(Q_1\) と \(Q_2\) 間に働く力の法則です。

比例定数(電荷に関するクーロンの法則)

・\(k\) は比例定数で、\(k=\cfrac{1}{4πε_0}≒9×10^9\) [N・m2/C2] になります。

・\(ε_0\) は、真空の誘電率と呼ばれるものです。

磁荷に関するクーロンの法則

・磁荷に関するクーロンの法則は、磁荷 \(m_1\) と \(m_2\) 間に働く力の法則です。

比例定数(磁荷に関するクーロンの法則)

・\(k\) は比例定数で、\(k=\cfrac{1}{4πμ_0}=6.33×10^4\) [N・m2/Wb2] になります。

・\(μ_0\) は、真空の透磁率と呼ばれるものです。

電界中の電荷に働く力

・電界 \(E\) [V/m] 中に、電荷 \(q\) [C] をおいたときに働く力は、\(F=qE\) [N] になります。

磁界中の磁荷に働く力

・磁界 \(H\) [A/m] 中に、磁荷 \(m\) [Wb] をおいたときに働く力は、\(F=mH\) [N] になります。

以上で「電荷と磁荷を比較する」の説明を終わります。




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