静電エネルギー 静電エネルギーのさまざまな表現方法２_２個の電荷からN個の電荷へ
静電エネルギーをさまざまな形で表現する出発点として、まず2個の電荷によるエネルギーからN個の電荷によるエネルギーへ式を拡張します。そのなかで、物理におけるエネルギーとはなにか、についても概説します。
2022-01
静電エネルギー 静電エネルギー 静電エネルギーのさまざまな表現方法１
記事では、静電エネルギーは電場が持つことを示しました。しかし、式を導出する過程では、さまざまな式を変形したり代入したりしており、ただ式をこねくり回しただけ、との感じもします。そこで、今回は、電荷間の静電エネルギーが、電場が持つ形になるまでを、順を追っていきます。
コンデンサ 電場のはたらきをどのようにイメージすればよいか
電場は目に見えません。しかし、エネルギーを保持したり、電荷間に働く力を伝えたりと、電場はさまざまな働きを示します。ここでは、この電場の働きはどのようにイメージすることができるのか、について説明します。
コンデンサ コンデンサと電場の持つエネルギーの関係
ここでは、コンデンサのエネルギーはどこに、どのように蓄えられているのか、について考えます。
電位 単独導体の静電エネルギー_\(U=\frac{1}{2}CV^2\)
コンデンサの静電エネルギーの式U=1/2CV^2は、コンデンサと同様に単独導体にも適用できます。これは、単独導体と電位ゼロの無限遠の間での電荷を運ぶ仕事を考えることで理解できます。ここでは、この仕事を実際に計算により確かめます。
電位 コンデンサの理論_\(U=\dfrac{1}{2}CV^2\)
コンデンサの理論で頻出する関係式が4つあります。そのうちのひとつが「コンデンサの静電エネルギーの算出式」です。これを計算を通して説明します。