電磁気B金曜2008おさらい7

電磁気B金曜第7回おさらい

今日のおしながき

• 静電場
  • 導体系
    • 静電遮蔽
    • 電気容量
    • コンデンサー

今日のまとめと反省

まずレポート問題の解説をしたのだが，これは最後の方がよかったか．講義では最初に導体の基本的な性質をまとめた．これまでの電場を求めるような問題と，電荷粒子が移動できることが決定的に違う．この点を意識するために，静電遮蔽の話をする．ある導体で囲まれた領域には外部からの電場の影響はないという性質である．このことをガウスの法則を用いて示してみる．ガウスの法則の活用方法としては面白いと思うので，ゆっくりと話す．あーして，こーして，そうすると，確かに囲まれた空洞内部に電荷がなければ，電場も存在しないことがわかる．例え，空洞の外側がどんなに電場の嵐が吹き荒れていてもである．

次に，導体の電気容量の話をする．例題として，まず導体球に適当に電荷を与えたときに，電荷はどのように分布するかを考える．電荷は導体の表面に一様に分布することが導体の性質からわかる．前回のバンデグラーフをおもいだす．回りにできている電場が分かれば，この導体の電位も求めることができる．そこで電位と電荷量が比例関係になっていることがわかり．その比例係数として電気容量を定義する．この電気容量は導体の形状にのみ依存している．導体球の場合に電気容量を求めておく．

この電気容量は電位を与えたときに蓄えられる電荷量を決める係数であるので，大きな電気容量をもつ導体は同じ電位で大きな電荷量を蓄えられることがわかる．電気を蓄えるために大きな電気容量をもつ導体を作ることは実用上大切な問題である．ところが，先の導体球はあまり効率はよくなく，二つの導体を用いる方がよいことが知られている．それがコンデンサーである．講義では，円柱に円筒を合わせた例を考えて，その電気容量を求めた．両者の距離を狭める方が電気容量は大きくなる．この性質はかなり一般的である．球殻+球の場合の電気容量の答えだけ示しておいた．二枚の導体平版も同様である．それらは宿題にしておいた．

今日の宿題

• 導体球とそれを囲む導体球殻のつくるコンデンサーの電気容量をもとめよ．
• 二枚の導体平版が作るコンデンサーの電気容量を求めよ．

配布するファイル

• レポート問題3: Report3-EM2008.pdf(15)
  • レポートの〆切は二週間後とします．

今日の質問

なぜこの線積分がゼロになるのか?

導体表面で電場が面の垂直成分しかないこと?

今日の投票用紙の裏より

あれこれ

今日の雑談

• 今日の投票数は， XXでした．
• 今日のアンケート

冬学期の大質問大会を行ったら，参加するか?

今回のWEB投票

• 今日の講義の出来は?

今回の一行コメント

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