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電気力線について

第4講で説明された電気力線の概念について

講義の最初、電気力線の説明の中で、餃子を例に出されて、+Qクーロンが作る電場を

「+Qクーロンに近いところでは、電気力線の密になっている(餃子の中身がいっぱい)、遠いところでは電気力線の密度が疎(餃子の中身がすかすか)」との絵とともに、電場と電気力線の密度が一致するように+QクーロンからはQ/ε 本電気力線が出ているとの説明がありました。

そこで、質問なのですが

@「電気力線の数」とはいったいどのようなものなのでしょうか?というのは、ある点電荷+Qから離れれば離れるほど、当然電場は弱くなるので(試験電荷を置いたらそうなるのがはっきりすると思うのですが・・)、+Qから離れれれば離れるほど電気力線の数は当然減少していくと思うのですが、Q/ε には距離が考慮されていないので、+Qクーロンが出す電気力線の数は電荷からの距離によらず、ただ電荷Qのみにより決定されています。

なぜ、電気力線の数は電荷からの距離に従って減っていかないのでしょうか?


A同じく電気力線の数なのですが、点電荷+Qクーロンからの距離rが等しいところでは電場は一致します。ということは、ある点からの距離rにある場所はすべて電気力線が、それぞれQ/ε 本通っているということになるのでしょうか? 

第5講のコンデンサーのところで、+Qクーロン帯電させた電極からはQ/ε本、電気力線がでているとのことでしたので、おそらく、「ある点からの距離rにある場所はすべての場所で、それぞれ電気力線が、Q/ε 本通っている」ということは無いと思うのですが、どうでしょうか?


Bまた、第5講の平行板コンデンサーのところで、「+Qクーロンの電荷からは全体としてQ/ε 本電気力線が出ており、そのうち、半分が右向き、残り半分が−に帯電した極板方行に出ているとの事でしたが、なぜ半分に分かれてしまうのでしょうか?

なんとなく、「全体でQ/ε本だから、右左半分ずつ」というのは感覚的には、「まあそうかな」と思えなくもないのですが、電気力線が(左右ではなく)上に出ていても、下に出ていても極板に垂直であれば、良いようにも思えるのですが、なぜ電気力線を半分に分けてしまうのでしょうか?(そもそも電気力線をわける!という概念がしっくりきていません。

ある場所の電場をあらわすために、電気力線というのが出てきたのであって、ある電荷からは一定の本数の電気力線が出ていて、それを数えてみたら電場になったという関係ではないと思うのですが・・)

また、電場の性質(電気力線の描き方)についてなのですが、第4講の講義の中で、「金属球の作る電場」がありましたが、電荷+Qが金属内で、自由電子が正負帯電したためにできる、電場とは逆向きの力に打ち消されるため、金属球内では電場は0である」との説明がありました。

 そこで、質問なのですが、金属球内の電荷が作る電場は金属球内で、自由電子により打ち消されているはずなのに、その先にも電場が形成されるのはなぜでしょうか?

 第1講で、2つの電荷が作る電場を求める際に、ベクトル和で考えたところからは、金属球から外へは電場がないようにも思えるのですが、なぜ電場はあるのでしょうか?

第5講のコンデンサでも、極板で打ち消された反対側から電気力線がでているのが良くわかりません。

 初歩の初歩の質問で申し訳ありませんが、よろしくお願いします。


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