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- 電場
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ある点で正の単位電荷に働く力。E = F/q で表され、単位はN/CまたはV/m。- E = kQ/r^2
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距離rにある点電荷Qがつくる電場。k = 8.99 x 10^9 N*m^2/C^2(クーロン定数)。電場は正電荷から放射状に外向きに向かう。- クーロンの法則
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F = k*Q1*Q2/r^2。2つの点電荷の間の力は、電荷の積に比例し、距離の2乗に反比例する。- 電位
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ある点における正の単位電荷あたりの位置エネルギー。V = U/q で表され、単位はボルト。無限遠からその点まで電荷を運ぶのに必要な単位電荷あたりの仕事を表す。- V = kQ/r
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距離rにある点電荷Qがつくる電位。単位はボルト。2点間の電位差は、その間で電荷を運ぶのに必要な単位電荷あたりの仕事である。- 重ね合わせの原理
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任意の点における全電場は、すべての個々の電荷による電場のベクトル和である。全電位はそれぞれの電位のスカラー和である。- 電気力線束(電束)
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Phi_E = E*A*cos(theta)。電場の方向に対して角度thetaをなす面積Aを通過する電気力線の量を表す。単位はN*m^2/C。- ガウスの法則
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任意の閉曲面を通過する電束は、内部の電荷をepsilon_0で割ったものに等しい。Phi_E = Q_内部/epsilon_0(epsilon_0 = 8.85 x 10^-12 F/m)。- ガウス面
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ガウスの法則を適用する際に対称性を利用するために選ばれる仮想的な閉曲面。一般に球面、円筒面、無限平面が使われる。面上では電場の大きさが一定になる。- 静電平衡にある導体
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内部の電場はゼロであり、過剰な電荷はすべて外表面に存在し、表面は等電位面であり、表面のすぐ外側の電場は表面に垂直である。- 等電位面
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すべての点で電位が等しい面。等電位面に沿って電荷を動かすのに仕事は不要であり、等電位面はどこでも電気力線に垂直である。- 静電容量
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C = Q/V。片方の極板の電荷と極板間の電位差の比で、単位はファラド(F)。ある電圧のもとでどれだけ電荷を蓄えられるかを表す。- 平行板コンデンサー
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C = epsilon_0*A/d(Aは各極板の面積、dは間隔)。極板間の電場は一様でE = sigma/epsilon_0(sigmaは電荷密度)に等しい。- コンデンサーに蓄えられるエネルギー
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U = (1/2)*Q*V = (1/2)*C*V^2 = Q^2/(2C)。コンデンサーを充電するのに要した仕事を表し、3つの形はすべて等価である。- 誘電体
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コンデンサーの極板間に置かれる非導電性の物質。静電容量を誘電率kappa倍だけ増加させ、極板間の電場をkappa分の1に減少させる。
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