電磁気

電磁気の記事一覧です。

こちらに見やすくまとめてあります。

磁力線と磁束線

磁場の作用を考えるとき,磁場そのものよりも,周りの物質から受ける影響も含めた磁束密度を用いるほうが都合がよい,というのが前回の結論でした。今回は,磁束密度の表現方法について考えてみましょう。

透磁率と磁束密度

今回は,電流が磁場から受ける力の式に登場した,比例定数 μ(透磁率)が主役です。透磁率は単なる定数ではありません!その意味について詳しく見ていきましょう。

電流が磁場から受ける力

電流を流すと,その周囲に磁場が生じることを前回学習しました。では,はじめから磁場が存在しているところで電流を流すと何が起こるでしょうか?

電流がつくる磁場

電気と磁気が似た性質をもっているので,「この2つは別物じゃなく,互いに関係しているんじゃないか…?」と考えるのは自然なことで,実際,密接に関連しあっています。今回はそんな電気と磁気の間の関係について見ていきましょう。

磁場(磁界)

いよいよ磁場の話題に突入します!電磁気という名前からわかるとおり,電気と磁気は互いに双璧を成しています。電気の知識だけあっても,それでは片手落ち。磁気に関する知識もバッチリ身につけていきましょう!

ダイオード

ダイオードという名前はどこかで聞いたことがあると思います。有名なのは発光ダイオード(LED)ですが,ダイオードの基本的な性質は光を出すこととは別のところにあります。

半導体

導体と不導体の中間の性質をもつ物質を半導体といいます。一見中途半端な性質に思えますが,半導体は今日のテクノロジーを支える大事な役割を担っています。今回は半導体の種類について学んでいきましょう。

コンデンサーを含む直流回路

これまで回路の問題といえば抵抗が主役でしたが,そろそろバリエーションを増やしていきましょう。今回は,抵抗の他にコンデンサーが組み込まれている場合の回路について見ていきたいと思います!

キルヒホッフの法則

ひさしぶりに電気回路の問題に挑戦しましょう。物理基礎は中学レベルと大して変わりませんでしたが,ここから本格的にレベルアップしていきます。まずは物理基礎で学習した「電気回路における原則」を思い出しておきましょう。

静電エネルギー

充電されたコンデンサーに豆電球をつなぐと,一瞬光ります。これは,コンデンサーに蓄えられたエネルギーが,豆電球の光エネルギーに変換された,と考えることができます。今回はコンデンサーのもつエネルギーについて考えてみましょう!

電気容量と誘電体

コンデンサーとは面積の等しい2枚の極板を平行に配置したものでした。電池をつないで充電するとそれぞれが正と負に帯電するので,極板間には一様な電場が生じることが分かります。この電場をガウスの法則を使って調べてみましょう。

コンデンサーの性質

同じ面積の2枚の金属板を向かい合わせたものを「コンデンサー」といいます。これまで電源と抵抗だけの回路しか見てこなかったので,念願の新しい部品です!とはいえ,金属板をただ2枚挟んだだけで一体何ができるというのでしょうか?

ガウスの法則

ガウスの法則というのは一言で言えば「電気力線の本数」に関する法則です。ガウス法則をマスターすると,イメージだけの存在だった電気力線が電場を計算する上での強力なツールに化けます!

物体内部の電場と電位

ここ数回,電場という概念をひたすらやっていますが今回もその続き。電場は目に見えないけれど,空間に存在しています「空間」と聞くと,空っぽのスペースを思い浮かべる人が多いですが,実は物体そのものも空間の一部!そこで今回は,物体の内部の電場の様…

電場と電位の関係

電場と電位。似た用語ですが,全く別物。前者はベクトル量,後者はスカラー量ということで,計算上の注意点を前回お話しましたが,今回は電場と電位がお互いにどう関係しているのかについて学んでいきましょう。

点電荷による電位

「電位=1Cの電荷がもつ静電気力による位置エネルギー」だったので,電位が分かれば,静電気力による位置エネルギーを簡単に求められることになります。と,いうわけで,今回は電位の求め方を学んでいきましょう!

静電気力による位置エネルギー

「保存力」というワードを覚えていますか?前回学習した静電気力は,実は保存力の一種です!ということは,位置エネルギーが存在するということになりますね!!

電気力線

20世紀最大の科学者は?と言われたら多くの人がアインシュタインの名を挙げると思います。では,19世紀最大の科学者は?おそらくファラデーではないかと思います。 彼は小学校しか出ておらず,数学はできませんでしたが,その代わり,数式を用いずに現象を分…

電場(電界)

物体を変形させたり,運動状態を変えたりするためには「力」が必要ですが,対象に触らないと力を加えることはできません。ところが前回登場した静電気力は,電荷どうしが離れていても力を及ぼしあいます。「静電気力とは例外的にそういう性質をもつ」と割り…

クーロンの法則

電荷どうしの間にはたらく力のことを,静電気力(クーロン力)と呼ぶのでした。 静電気力についての知識は今のところ,「力の向き」の話だけで止まっている状態です。今回はそこから一歩前進して,静電気力の大きさを求められるようになることを目標に勉強し…

静電誘導と誘電分極

帯電させた物質(正でも負でも構わない)を,帯電していない導体に近づけると,導体は帯電体に引きつけられます。正の電荷と負の電荷の間に引き合う力がはたらくのは,物理基礎で習ったとおりですが,帯電していない導体が引かれるのはなぜでしょう??

合成抵抗

複数の抵抗を,同じはたらきをする1つの抵抗(合成抵抗という)に置き換えて考えると計算がとても楽になります!抵抗が1つならオームの法則は1回使うだけで済むからです!!問題は,何Ωの抵抗に置き換えればいいのか?というところですが,それはもとの抵抗…

電力と電力量

教科書や物理を解説しているサイトを見ると,「電力量とは,電流がする仕事である」と書かれています。もちろん正しいのですが,これだけで高校生が本当に理解できてるのかなーって考えると,答えはNOではないでしょうか?初学者に「電流がする仕事」では言…

ジュールの法則

豆電球は電気のエネルギーを光のエネルギーに変える装置ですが,光るのと同時に熱も発生します。豆電球ぐらいのサイズならそこまで熱くなりませんが,大きい電球だとやけどしそうなぐらい熱くなったりします。今回はこの現象について考えてみましょう。

オームの法則の使い方

電気回路の問題を解くときに,まずはじめに思い浮かべる「オームの法則」。法則の中身は前回説明しましたが,「式は言えるけど,問題が解けない…」 という人,いますよね??そんな人のために,今回は具体的な問題を使って,オームの法則をどう適用すればい…

オームの法則

オームの法則に登場するIとV,教科書ではただ単に「電流」「電圧」となっていますが,これはさすがに省略しすぎです。みなさんは,オームの法則を使って計算するとき,Vのところに電源の電圧を代入したりしていませんか??それは間違いですよ!

電圧(電位差)

抵抗・電流と来たので,残るは「電圧」です。これまた小学校からずーっと出てきているので,知らない人はいないはず… …なのですが,間違って理解している人が多いと感じます。その間違いをひとつずつ見直していきましょう。電圧に関する間違いその①「回路に…

電流

電流とは帯電した粒子(荷電粒子)の流れです。電池をつなぐことで導線に電流が流れますが,どの向きに流れるでしょう?「電池の正極(+)から負極(ー)に向かって流れる!」と多くの人が答えるでしょう。それでは,電流が正極から負極に流れているのを実…

抵抗と抵抗率

導体のように電気を通す物質なら電流がスムーズに通るのかというと,そうでもなく,必ずある程度「通りにくさ」が存在します。その「電気の通りにくさ」が抵抗です。「抵抗は何によって決まるのか」についてお話しましょう。材質によって決まるんじゃないの…

導体と不導体

今回は「導体」と「不導体」について学びます!まずは意味の確認。 電気をよく通す物質を「導体」,電気を通しにくい物質を「不導体」と呼びます。今回は,「なぜ金属が電気をよく通すのか」について説明したいと思います。