【理論】電界と磁界

　今日のテーマは「電界と磁界」です。電気回路の分野と比べて、とっつきにくい電磁気（電界と磁界）の世界。その電界と磁界について、これだけはというものを表にまとめました。ぜひ覚えておきましょう！　理解するコツとしては、「単に覚える」のではなく「ストーリーで覚える」です。また、電界と磁界を「対比して覚える」ことも大切です。我ながらこの表はよくまとまっております。

１．電界

　電界は、ざっくりいうと「電圧」が関係する世界の話です。

①電荷

　電荷Ｑ [C]が置かれた空間を考えます。

②電気力線の数

　電荷Ｑ [C]からは、N＝Q／ε [本]の電気力線が出ています。

③電界の強さ

　電界の強さとは、電気力線密度のことです。

　ですので、②で求めたNを表面積で割れば、電界の強さが求まります。

　球の表面積は４πｒ２だから、E＝Q ／ ４ π ε0 εs r2 [V/m]となります。

④クーロン力

　電荷Ｑ１がつくった電界Ｅ１に、電荷Ｑ２が置かれていると考えます。

　よって、２つの電荷の間に働くクーロン力は、Ｆ＝Ｑ１Ｑ２／４ π ε0 εs r2 [N]となります。

２．磁界

　続いて、磁界です。電界は、ざっくりいうと「電流」が関係する世界の話です。

①磁荷

　電界における電荷と同じように考えていきます。

　磁荷ｍ [Wb]が置かれた空間を考えます。

②磁力線の数

　磁荷ｍ [Wb]からは、N＝ｍ／μ [本]の磁力線が出ています。

③磁界の強さ

　磁界の強さとは、磁力線密度のことです。

　ですので、②で求めたNを表面積で割れば、磁界の強さが求まります。

　球の表面積は４πｒ２だから、Ｈ＝ｍ ／ ４ π μ0 μs r2 [A/m]となります。

　１．③電界の強さと同じ考え方ですね。

④クーロン力

　磁荷ｍ１がつくった磁界Ｈ１に、磁荷ｍ２が置かれていると考えます。

　よって、２つの磁荷の間に働くクーロン力は、Ｆ＝ｍ１ｍ２／４ π μ0 μs r2 [N]となります。

　１．④クーロン力と同じ考え方ですね。

３．おわりに

　以上、いかがでしたでしょうか？　電界も磁界も、もの（電荷・磁荷）が置かれた状態を想像して、単に丸暗記するのではなく、このストーリーに沿ってクーロン力まで順に導いていきましょう！　そうすれば、電界と磁界についてのあなたの知識も忘れにくくより確実なものになるはずです。また、こうして比べてみてみると、電界と磁界はほんとによく似ていますね。次回は「コンデンサとコイル」について、お話ししたいと思います。