【電験3種】電荷と電界って何？この2つについてわかりやすく解説

2021年4月21日2022年4月15日

電荷と電界ってどんなものか分かりますか？

電験3種で勉強をしていても結局どういうものなのか理解できない方も多いのではないかと思います。

ですので今回はこの２つ『電荷』と『電界』についてわかりやすく説明していきたいと思います。

電荷とは

特徴としては､上記のように同じ符号同士の電荷を近づけると､『斥力という反発しあう力』が働き､逆に異なる符号同士の電荷を近づけると､『引力という引き合う力』が働く⇒この力を『静電気力(クーロン力)』という。

この静電気力(クーロン力)は2つの点電荷がr[m]離れて置かれているとき､おのおのの点電荷には下記の式で求めることができる。

上記の式を『クーロンの法則』といい､電荷の大きさと距離の関係を示す式です。

この式からわかるように距離が近いほど､電荷が大きいほど､『力は大きくなる』というのを覚えておいてください。

関連記事：『電気を理解するには最も基本的な電圧、電流、抵抗の理解が必要不可欠。分かりやすく解説！』

電界とは

下記ように電圧がかかった部分が電界です。

直流回路に2枚の金属板を隙間をあけておいたものです。

そうすると電池のマイナス側には金属板全体がマイナスの電気を帯び､プラス側にはプラスの電気を帯びます。

それぞれを『＋Q[C]正電荷』と『－Q[C]負電荷』といいます。

・プラスを帯びた金属板からマイナスを帯びた金属板に向かって電圧がかかっていて､この空間のことを⇒『電界』

・プラスからマイナスに向かう電圧の方向を⇒『電界の向き』

・点線の矢印を⇒『電気力線』

関連記事：『【電験3種】有効電力､無効電力､皮相電力とは？また力率についてもわかりやすく解説』

電界中の電荷に働く力(電界の強さ)とは

電界は大きさと向きをもつベクトルで表され､その強さを『E』で表し､単位には[V/m]を使います。

E[V/m]の電界中にq[C]の電荷を置くと､上記のように『F＝qE[N]』の力を受けます。

電界の強さはE[V/m]中に＋1[C]の電荷を置いた時に働く力の大きさ[N]で求めることができ､またその力の向きが電界の向きとなります。

例えば､電荷Qの点からr[m]離れた点における電界の強さは､＋1[C]の電荷を置いた時の力がF＝Q/4πε₀r²[N]となることより､この式をそのまま用いて下記のようになります。

関連記事：『電力､電力量､熱量とは？違いについてもしっかり覚えよう！』

まとめ

こちらも一緒にチェック↓