電気主任技術者のナレッジノート

大きさを無視できるような極めて小さい物体に帯電している電荷を点電荷と呼びます。点電荷について考えることで、電気力線の広がりや、静電気力等の基本的な性質がわかります。

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。

電位とは、電界中で、単位電荷が持つ静電気力による位置エネルギー（ポテンシャルエネルギー）です。点電荷、線電荷、コンデンサの各場面で、距離による減衰はそれぞれ違う減衰をするので、各場面について把握していくことが大事です。

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。

電気力線とは、電荷が作り出す電界の向きを視覚的に表現するために使われます。正の点電荷からは放射状に電気力線が放出され、負の点電荷に電気力線が吸収されます。

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

誘電率εが変化したとき、２つの導体小球間に働くクーロン力がどのように変化するかを問う問題です。クーロン力の式を理解していれば、簡単に解ける問題です。キーワード：誘電率、クーロン力

電束と、電気力線が、誘電率の違いによってどのように変化するかを問う問題です。電束・電気力線に関する基本的な事を抑えていれば回答できます。キーワード比誘電率εr、電束の総数Q、電束密度D、電界強度E

磁界中の導体が動いたときに発生する誘導起電力を求める問題です。基本的な公式を理解していれば簡単に解ける問題です。キーワード：誘導起電力、ローレンツ力