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※ ChatGPTを利用し、要約された質問です(原文:電位の求め方に関してわからないところがあります)
電位の求め方と静電容量の式の使い分けについて教えてください
このQ&Aのポイント
- 電位を求めるためには、電界を積分する方法と平等電界の式を使う方法があります。
- 静電容量を求めるためには、Q=CVの式を利用する必要があります。
- 例えば、無限平行平板や無限に長い同軸、同心級の導体系の問題では、それぞれの場合に合わせた式を使い分ける必要があります。
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こんにちは。 >>>V= Ed の式を使うときもあるじゃないですか。 たぶん、V=-Ed だと思います。 しかし、まぁプラスかマイナスかは気にしないことにしましょうか。 V = -∫[x=a⇒b] Edx において、Eがスカラーで、しかも定数だとしましょう。 -∫[x=a⇒b] Edx = -E∫1dx = -E(b-a) bとaの距離、すなわち、b-a を d と置けば、 V = -Ed となり、上の式と一致します。 逆に言えば、V = -Ed という式が成り立つのは、Eが定数のときです。 それが何を意味するかといえば、電界の傾きが一様(一次関数的)であるということです。 それは、(1)~(3)の中では(1)に該当します。 もどって、 V = -∫[x=a⇒b] E・dx において、E と x がともにベクトルであるときは、 E・dx は、E と dx の内積を表します。 V はベクトルではなくスカラーです。 内積を取る意味は、平らな電界(坂)に対しxの方向が斜めに上り下りする方向である場合は、 上り下りの成分(xの成分)のうち、坂を真っ直ぐ上る方向の成分だけが 電位差(地図で言えば標高差)に寄与するということです。 (地図の等高線に沿って歩いた場合、いつまでたっても標高が変わらないことと同じ)