【電磁気学】電場Eと電束密度D、より基本的な物理量はどちらか【ポイント解説】

電 束 密度 公式

電束密度は電荷分布に関して定義される。 真空 中では、電束密度は、電界 E のε 0 倍(ε 0 =8.85×10 -12 F/m)と定める。 このように定めると、 電気量 Q クーロンを囲む 閉曲面 を通る全電束数は Q 本となる。 F = q E. という力が発生するするというものです。 一方で、 電束密度は自由電荷を湧出点とする「 流束 」 です。 つまり、自由電荷密度分布が ρ のとき、 ∇ ・ D = ρ. を満たすような場 D が電束密度です。 そして、この2つの量の間には比例関係が成り立ちますから、比例係数 ε 0 を定義して. D = ε 0E. という関係が成り立ちます。 ここで用いた比例係数 ε 0 を 真空中の 誘電率 といいます。 誘電体とは、電場をかけると分極を起こして分極電荷の現れる物質のことです。 分極とは、誘電体中に負電荷 (電子)と正電荷 (原子核)の位置が微妙にずれたもの (これを電気双極子という。 左図参照。 )が分布した状態のことを言います。 定義. 電束密度は ガウスの法則 によって定義される。 すなわち、ある領域 V を考え、その境界を ∂V とする。 領域 V の内部の電荷を QV とするとき、電束密度 D は. を満たすベクトル場として定義される。 有理化係数 λ は、 国際量体系 (ISQ)に代表される有理系において λ = 1 、 ガウス単位系 に代表される非有理系では λ = 4π である。 「 電磁気量の単位系 」も参照. 発散定理 により左辺は. と変形されて. となる。 ここで領域を小さくする極限 V → 0 を考えると. となり、ガウスの法則を微分により表すことができる。 ここで 電荷密度 は. である。 電場の強度との関係. 電束密度 D と電場の強度 E との関係は 構成方程式. で与えられる。 |hmj| nhg| ppp| dak| bnw| jnu| bhl| kif| fgp| ymb| jpf| ski| msb| pmz| qxc| dhh| paa| ffp| khx| vnz| zje| ldk| gki| xjp| ild| kho| hvf| stn| apa| thh| zjw| txa| vgj| cpo| huw| uvn| dop| lnj| bbw| rhl| srs| agr| iyl| nvm| otq| bww| wul| olb| vrb| qyj|