電磁気学2011おさらい13

電磁気学第13回おさらい

今日のおしながき

• ソレノイドコイル続き
• 電磁誘導とマクスウェル方程式
  • 電磁誘導
  • 自己インダクタンス
  • マクスウェルの変位電流とマクスウェル方程式

今日のまとめと反省

前回，ソレノイドコイルの作る磁場の計算途中だったので，最後まで示しておく．その後で，電磁誘導現象について説明する．これまで学んだこととして，電荷を運動させて電流を作ると磁場ができたわけだが，逆に磁場を変化させると電流ができないか？と考えてみる．電流ができるためには電場ができればよいので，磁場の時間変化が電場を作るのか？という問いになる．実験的に観測された簡単な電磁誘導現象を説明する．これは本質的に今まで説明してきた電磁気の現象としては説明できない．それを理解した上で，なんとか切り口はないものかと考えてみて，逆運動を考える．磁場を変化させる代わりに，一定の磁場中で回路を動かすことにする．これは相対的には同じ運動にみえるというわけである．ところがそっちは今まで知っていることから何とかなるかもしれないというわけである．その路線で何が言えるかをしばらく議論する．それを，やはり逆向きにも成り立つだろうと考えたのが電磁誘導のファラデーの法則である．

電磁誘導の例として，交流発電機の原理や渦電流の話をする．次に，電磁誘導がからんでくるもう一つの例として，コイルにおける自己インダクタンスについて説明する．少し考えると，電流変化を妨げるように誘導起電力が発生することがわかり，その大きさを決める定数としてインダクタンスLがある．これはコイルの形状が決める定数であり，コンデンサーの電気容量Cに対応するコイル版とも考えることができる．

最後に，アンペールの法則を非定常電流に拡張することで，マクスウェル・アンペール法則を導いて，マクスウェル方程式の４つが完成する．大急ぎで，ここまで来ました．急ぐのはいけなかった．

今日の宿題

• アンペールの法則の例題：2.1-6,2:1-7,2.1-8.
• うず電流：3.1-3
• マクスウェル・アンペールの法則: 3.1-5

今日のだしもの

• パイプ中の磁石の落下実験．

配布するファイル

• なし．ただし．講義ノートをここに貼る:note-13th.pdf(175)
• レポート３の解答例(+おまけの練習問題付き):Report-EM2011-3a.pdf(644)

今日の質問

渦電流の向き?

ゆっくりと電磁石を動かしたときにどんな渦電流がながれるかをゆっくりと説明した．電磁石のスイッチを切ったときの方がよかったか．

ファラデーの法則の導出

数学的にややこしいところをゆっくりと説明．特に，微小回路が単位時間に掃引する領域がわかりにくいところ．

今日の投票用紙の裏より

半年間ありがとうございました．結局，ナブラの説明がよく分からないまま講義が先に進んでしまった印象ですが，他はとてもわかりやすかったです．

ナブラがわからんこっちゃイカんでした．

1年間ありがとうございました．久しぶりの出席用紙．最終回難しい…けどがんばります．あっかぜお大事に．

試験がんばってください．

電磁気…きちんと復習します．テスト解けるといいなぁ

そうですね．

今日の雑談

• 今日の投票数は， 30でした．
• まったく，久々にカゼを引いてしまって，体がだるい．講義の後にさらに悪化．でも，もう元気なりました．みなさんもカゼには気をつけてください．

今回のWEB投票

• 今日の講義の出来は?

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