電磁気学

静電遮蔽 静電遮へいは、電界\(E\)の中に置いた導体の内部を中空とすることで、電界\(E\)の影響を受けないようにすることができます。 ①帯電している導体では、電荷はたとえば左図のように導体表面分布しており、導体内部には存在しません。 ②...

コイル内を通る磁束が変化したとき、その磁束の変化を妨げる方向にコイルが磁束を作ります。 その磁束を作るための誘導起電力の大きさは鎖交する磁束の変化の割合に比例します。 これを、ファラデーの電磁誘導の法則といいます。

コイルに電流が流れているとき、磁気エネルギーがコイルに蓄えられます。 どのようにエネルギーが蓄えられるかというと、コイルに流れる電流が周囲に磁界を作りだすことで、磁界という形で周囲の空間にエネルギーが蓄えられます。

ローレンツ力は、自由電子等の荷電粒子が電磁界から受ける力です。 電磁力は、導体を流れる電流が磁界から受ける力です。 ローレンツ力はミクロな視点で見た時の力であり、電磁力はマクロな視点で見た時の力です。

コイルに流れる電流が変化した時に生じる起電力と、電流の変化率をつなげる比例定数をインダクタンスと呼びます。 インダクタンスは、自己インダクタンスと、相互インダクタンスに大別されます。

鉄心にコイルを巻いて電流を流すと発生する磁束は、鉄心の中を通ります。 環状鉄心のようにループする経路がある場合、磁束が電流のようにループします。 電気回路における各種の法則が鉄心内を流れる磁束においても成り立つので、磁気回路と呼びます。

磁界では、静止している電荷が動いたときのことを考えます。 静電界と同じように考えるために、仮想的に磁荷という物を考えます。 磁荷そのものを基準として磁界の事を考える機会は非常に少ないです。

コンデンサは、導体と静電気の特徴を活かし、導体の表面に電荷を蓄えるよう工夫された部品です。 直流回路、交流回路のどちらにもよく使用されます。 様々な所で応用され、非常に重要な部品です。コンデンサに関連する情報についてまとめました。

静電気力（クーロン力）の基本的な性質と、大きさの計算に関する解説をします。 また、静電気力の計算では、ベクトルの計算も欠かすことができないので、一緒に解説をしていきます。

ガウスの法則について解説します。 ガウスの法則の基本事項を解説した後、点電荷、線電荷、平行平板コンデンサの３つの場面におけるガウスの法則の式変化についてそれぞれ 解説します。

環状ソレノイドの磁気回路の問題です。 磁気回路は割と出題されやすいことと、電気回路と同じように解答出来る事から、確実に解けるようになりたい問題です。 キーワード：磁気回路、磁気抵抗、透磁率

ヒステリシスループの情報を読み取る論説問題です。 コイルのリアクタンスに対する理解、磁界と電流の比例関係等、磁界に関する基本的な理解が問われます。基礎問題からはワンランク上の問題です。 キーワード：リアクタンス、磁性体、ヒステリシスループ

直列接続されたコンデンサの電界の強さE[kV/mm]を求める問題です。 求めるものが電圧ではなく、電界の強さであることに注意です。 キーワード：平行平板コンデンサ、コンデンサの直列接続、電界の強さ

点電荷が作り出す電界中の２点間の電位差について求める問題です。 電位に関する式を理解していれば容易に回答できます。 キーワード：電位、電位差

磁力線の性質に関する論説問題です。 電気力線も、磁力線も同じような性質を持つので、一緒に学んでしまうと良いでしょう。 キーワード：磁力線

一様な磁界中に電流を流した時の電磁力と、電磁力によって生じるモーメントを求める問題です。 どちらも基礎レベルではありますが、電磁力に関する知識と、力学的な知識が要求されます。 キーワード：電磁力、偶力、モーメント

電気力線の性質に関する問題です。 正電荷から電気力線が出て、負電荷に電気力線が入ることを理解していれば回答できるレベルの基礎問題なので、確実に回答したい問題です。 キーワード：電気力線

一様な電界中にある電荷を移動させたときの、電位差と静電エネルギーを求める問題です。 電界に対して直交する点が同電位であることを理解している必要がある等の理解も要求される問題です。 キーワード：電位、静電エネルギー、等電位面

電磁誘導に関する基礎的な問題です。 電磁誘導によって、誘導起電力が発生するまでの流れを理解していれば簡単に回答できます。 キーワード：右ねじの法則、磁束鎖交数、誘導起電力、ファラデーの電磁誘導の法則

磁気遮へいに関する問題です。 磁束は通りやすい道を通りますので、強磁性体があるとどこを通るかが想像できれば簡単に回答できることでしょう。 なお、この問題は、令和５年度下期の問３でも出題されています。 キーワード：磁束、強磁性体、磁気遮へい