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本ページでは…
本ページでは、真電荷は自由に移動したり外部に取り出したりできる電荷であるが、誘電分極で生じた分極電荷は自由に移動したり外部に取り出したりできない電荷であることを確認する。
内容
電荷
電磁気現象を引き起こす源を電荷と呼び、その量を電荷量と呼ぶ。電荷量は正または負の値を取り、電荷量が正である電荷を正電荷といい、電荷量が負である電荷を負電荷という。
電荷の単位はクーロン\(\text C\)で表され、\(1\text C\)の電荷量は\(1\text A\)の電流が導線の断面を\(1\)秒に通過する電荷量として定義される。ここで、\(1\text A\)は真空中に \(1\text m\)の間隔で平行に配置された無限に長い二本の導線に、長さ \(1\text m\)につき\(2×10^{-7}\text N\)の力が及ぼし合うときの導線に流した電流と定義される。
電荷は真電荷と分極電荷に分けることができ、この分類はとても重要になっていくため、それぞれについて次から述べていく。
真電荷
真電荷(あるいは自由電荷)とは、自由に移動したり外部に取り出したりできる電荷である。真電荷の例として、電極に存在する電荷や、コンデンサーに蓄えられた電荷がある。
分極電荷
誘電体(絶縁体ともいう)に真電荷を近づけると誘電体を構成する原子核や電子の位置が平均的な位置からズレて正・負電荷のペアが無数に整列して現れる。この現象を誘電分極という。誘電分極によって誘電体内に生じる正・負電荷のペアが分極電荷であり、自由に移動したり外部に取り出したりできない電荷である。
次ページから…
次ページでは、真電荷が作った源場である電束密度\(\boldsymbol D\)から力場である電場\(\boldsymbol E\)が生じて別の電荷に力を与えると電磁気学では考えることを見る。また、電束密度\(\boldsymbol D\)は閉曲面内の総電荷\(Q\)を用いて
と定義され、電場\(\boldsymbol E\)は電荷量\(q\)の電荷には働く力\(\boldsymbol F\)を用いて
と定義されることを見る。
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