物理 電磁気  2017/8-2012/1 Yuji.W

導体

自由電子 導体 conductor 絶縁体 insulator 半導体 semi-conductor

☆ ベクトル <A> 単位ベクトル <-u> 座標単位ベクトル <x> 内積 * 外積 #
 積 * 商 / 10^x=Ten(x) exp(i*x)=expi(x) 微分 ; 時間微分 ' 積分 $

☆ {定義値}2.99792458=@3 光速 c=@3*Ten(8)_m/sec (@3)^2=@9
国際単位系 クーロン力定数 ke=1/(4Pi*ε0)=c^2*Ten(-7)_N*m^2/C^2
 ε0*μ0*c^2=1_無次元 電場 <E>_N/C 磁場 <B>_T 磁場(光速倍) <cB>_N/C
CGS静電単位系 ke=1_無次元 電場 <E>_dyn/esu 磁場 <Bcgs>_G
 B=1_T ⇔ Bcgs=10000_G  〔電磁気の単位〕〔物理定数〕 
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---◇ 導体 ◇---

■【 導体 】

導体 電気を通す物質 銅、アルミニウム、金、銀、鉄、黒鉛など

 導線の抵抗=電気抵抗率*長さ/断面積

電気抵抗率_Ω*m 銅 1.7*Ten(-8) 鉄 1.0*Ten(-7) 炭素~Ten(-5)
 海水~Ten(-1) 純粋水~Ten(5)

銅線(長さ 1m 1mm^2)の抵抗=1.7*Ten(-8)/Ten(-6)=0.017_Ω

■【 導体内の自由電子 】

次のように見なす。

@ 元々ある導体の電子の数と正電荷の数は等しく、総電荷は 0。※ 電荷を導体に与えれば、もちろん、その電荷数になる。

A 導体内には自由電子があり、電気力を受けて移動する。

B 電子に働く重力は非常に小さいので、考えない。

C 自由電子は導体の端まで行って止まる。導体の外側に飛び出さない。電子が飛び出ないようなエネルギーの範囲内を考える。自由電子は、導体の表面に集まる。

D 自由電子が抜けた後には、正電荷が生じる。移動した自由電子の数と、生じた正電荷の数は等しい。

E 正電荷そのものは移動しないが、電子が移動する事により、見かけ上移動するように見える。電子と反対側の導体の表面に集まる。 

■【 電場内の導体 】

導体を電場内に置くと、

@ 導体内の自由電子が、電場による力を受けて、導体の表面まで移動する。 自由電子が抜けた後には、正電荷が生じる。それらの自由電子と正電荷によって、新しい電場が生まれる。

A 導体内は、元々ある電場と新しくできた電場が打ち消し合って、電場が 0 になる。電場が 0 になるように、必要な数だけの自由電子が、必要な配置になる。

B 導体の外は、元々ある電場と新しくできた電場の重ね合わせになる。

C 導体中の自由電子は、外部電場の影響を受けると共に、自分達が作った電場の影響をも受けている。 .

※ 点電荷は周囲に電場を作るが、その影響は受けない。

点電荷 q が作る電場 <E>=<ru>*ke*q/r^2 r=0 で定義できていない

その電場が、元の点電荷に及ぼす力は、無限大になってしまう。点電荷の大きさを 0 としている事に原因がある。電荷は広がりを持ち、自分自身が作る電場による力の合力が 0 になると考える事もできる。

{以上の仮定が大事!ここをおろそかにするからわからなくなる!2014/4}

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