電荷と電界

物体が帯びている静電気の量であり、電磁場から受ける作用の大きさを規定する物理量
通常、物体には正と負の電荷(electric charge)が同じ量だけ存在する(中世)
外部に出て行ったり、外部から入ってくると電荷のバランスが崩れ一方の電荷を余分に持つ(帯電)…electrification
ただし、系内の電荷量の総和は常に一定に保たれている
電荷と電荷の間に働く力がクーロン力…同符号同士の場合は反発、異符号同士は引き合う
電荷eの単位はクーロン[C]が用いられる
e= 1.60217733 * 10^-19

### クーロンの法則
二つの点電荷が互いに及ぼし合う力は、両電荷の積に比例し、距離の二乗に反比例する
F[N] = k * q1[C]q2[C] / r^2[m]
比例定数kは真空中で k = 1/4πε0 (真空の誘電率)
複数の電荷が存在(q1,q2,q3..qn)する場合
Σj≠i 1/4πε0 * q1[C]q2[C] / r^2ji * rji / rji

### 電界
静電力が働く空間(電位の傾き)を電界という
電界とは、電荷pは電荷Qからベルトルrにある場合、電界Eから力を受けると考える
電界ベクトルEを連ねてできた曲線を電気力線とよぶ
– 電気力線上の任意の点における接線は電界ベクトルEの方向と一致
– 電気力線は正電荷に始まり、負電荷または無限遠に向かう
– 電気力線は互いに交わらない

導体を電界E0の中に置くと、導体中の電荷は電界によって力を受ける為移動する 導体内の電荷がなくなるまで続き、平衡状態では導体内に電荷は存在しない
与えられた電荷と電位との間には比例関係が成り立つ。この比例係数Cを導体の電気容量(capacitance)という
1組の導体を一般にコンデンサーという

### ガウスの法則
ガウスの法則は電荷と電場との間にどのような関係が成立するのかを教えてくれる法則
ある閉じた曲面を垂直に貫く電気力線の本数はその曲面の内部に存在する電荷の総量Qに比例し,Q/εに等しい

### 電位とは
力学における位置エネルギーの位置に相当する概念、電位から電場を求められる
※電界中にある単位正電荷(+1クーロン)が持っている、位置エネルギー

### 電気容量
電気容量は電荷を加える容器としての導体の電気的性能を表す量で、導体の電位を+1V上昇させるために必要な電荷と定義されている
コンデンサの電荷をたくわえる能力

### 静電エネルギー
電場が持つエネルギー

### 電流
電荷の流れが電流、電流の重要な作用の一つが磁界を作ること

うーん、何だろう、中々ハードルが高い