• 締切済み

電界分布で相似になる理由

カーボン紙を使い等電位の点を探すという電界分布の測定を行った際、等電位線と電気力線を書いたのですが、これをどうして隣の升目と相似に書かなければならないのかという問題を出されました。 自分で調べてみたのですがまったくわかりません。 どなたかわかる方がいらっしゃいましたら教えてくださると助かります。 よろしくお願いします。

みんなの回答

  • htms42
  • ベストアンサー率47% (1120/2361)
回答No.1

>隣の升目と相似に書かなければならない この文章の意味自体がよく分かりません。 テスターを使って基線上の点と電位の等しいところを探して点を打って行くという操作の繰り返しのはずです。 それをつないで等電位線を描きます。 隣り合う等電位線が交差することはないということは成り立ちますが 「隣の升目と相似」ということは?

nekomako
質問者

補足

はい、それで等電位線を描きました。 そこから、2つの電極間の中央付近の等電位線上に、まわりの桝目と相似形になるように電流の流線を描け、とあり書いたのですが、それがどうして相似に書かなければならないのか、というものでした。 あれからも考えていたのですがまったくわからず・・・。

全文を見る
すると、全ての回答が全文表示されます。

関連するQ&A

  • 電界における電位差

    等電位差をもつ電界中で、+1[C]の点電荷を移動させて仕事を考える問題です。 まず問題文で、20[V]の電気力線のある場所から同じ20[V]の電気力線上の別の点まで移動させる時の仕事は? これが0なのは分かるのですが、別の項目で 「電界に沿ってd[m]はなれた二点間の電位差は、電界の強さ×d=V[V]。これを用いて仕事が求められる」 とあるのですが、電気力線を飛び越えて移動する時と、電気力線に沿って移動する場合とではどう違うのですか。 また、仕事そのものに関して、電位の小さいところから大きいところに点電荷を移動させた時、その仕事は正になりますよね。しかし、私の解いていた問題では、20[V]の電気力線から10[V]の電気力線に移る時にした仕事が10[W]になっており、逆に10[V]の電気力線から40[V]の電気力線に移る際には-30[W]となっているのです。 符号が逆のような気がするのですが、どうなんでしょうか。 そもそも仕事がマイナスになるのは、進む向きと力が互いに逆だから起こるのですよね。 他の問題では 「+2×10^(-4)の正の点電荷をある点AからBへ移動させる時、外力が6Jの仕事をしたとすると、AとBではどちらが電位が高いか」 に対して 「Bの方が3×10^4[V]高い」 となっていたので、どちらかが間違っているようにしか。。 それとも「外力」というのと「点電荷自身」とでは意味が違うと言うことなんですか。 以上、電気力線の「沿って進む」と「超えて進む」についてと 仕事について教えてください。御願いします。

  • 電界について

    よろしくお願いします。 ガウスの法則の考え方を用いて電界の強さを考える問題なのですが、解説を読んでもよくわかりません。よろしくお願いします。 問題 点Oを中心とする半径aの球面上に正電荷が一様に分布し、全体では+Qとなっている。Oから距離r(r>a)離れた位置の電界を求めよ。 私は電気力線の数=電界の強さだと思うので、ガウスの法則を用いると、半径aの球面上の電気力線の数は、4πa^2。半径rだと4πr^2ので、比例関係よりrQ/aかなと思いました。 ですが、解説をみると、 対称性から電気力線はOを中心として球面から放射状に出ていく。その総本数Nは4πkQ本であり、―――☆ Oを中心とする半径rの球面上(表面積S=4πr^2)での電界をEとすると、Eは単位面積あたりの本数に等しいからE=N/S=4πkQ/4πr^2=kQ/r^2 とありました。 ☆まではわかるのですが、その後の解説がよくわかりません。 ガウスの法則は、中心に点電荷+Qをおいたときの電気力線の本数を考えていますが、今回の問題文の「球面上に正電荷が一様に分布し、全体では+Qとなっている」というのが意味がよくわかりませんでした。 基本的なところだとは思いますが、アドバイスをいただければと思います。 よろしくお願いします。

  • 電界と電位分布

    学校のとても大事な課題が出てしまいました。 自分には何がなんだかさっぱり・・・・。 誰か助けてください! 1. (a) 距離がdだけ離れた2枚の平行平板電極の間に、電圧Vを加えたとき、電界と電位の分布を求めよ。(この時、電極間は真空だとする) (b) (a)と同じ平行平板電極に、比誘電率がεrで、電荷密度ρ(クローン/m^3)の一様に分布した電荷をもつ物質を入れたときの電界と電位の分布を求めよ。 2. 次の複素数を極座標で表示せよ。 (a)1+j (b)1-j√3 3. 次の計算をせよ。 ∫(sinx・sin2x)dx です。どれでもいいのでもし解る人がいましたら、どうか一つでもいいので教えてください!!お願いします。

  • 電界の単位について

    よろしくお願いします。 大学受験問題集に載っている問題です。電界の強さの単位のつけ方について質問です。 問題 一直線上に、単位長さあたりσ(C/m)の正電荷が一様に分布している。この直線からr(m)離れた点での電界の強さを求めよ。 解答 対称性から電気力線は直線Lに垂直になる。Lに沿って長さl(m)の部分にはσl(C)の電気量があり、N=4πkσl(本)の電気力線が出て、半径r(m)の円柱面(表面積S==2πrl)を貫いている。対称性から面上の電界Eは共通であり、 E=N/S=4πkσl/2πrl=2kσ/r(N/C) この解答について答えはわかったのですが、単位がよくわかりません。 分子については、C/m×m=C 分母については、m^2でしょうか? なので、単位はm^2/ Cかな? と思ったのですが、解答は、N/Cとなっていました。これはどうしてなのでしょうか? 以前、電界の単位というのは決まっているのか、とここで質問させていただいたときは、電界の単位というのは一律的には決まっていなくて、問題に依存する、と回答していただいたのですが、この問題の場合は、どのように考えたらよいのでしょうか? 基本的なところだとは思いますが、よろしくお願いします。

  • 電界の強さの求め方について

    よろしくお願いします。 大学受験問題集に載っている問題です。電界の強さをガウスの法則を使って求める問題なのですが、ガウスでは、球面、今回は、円柱で、その際の使い方がよくわかりません。 問題 一直線上に、単位長さあたりσ(C/m)の正電荷が一様に分布している。この直線からr(m)離れた点での電界の強さを求めよ。 解説 対称性から電気力線は直線Lに垂直になる。Lに沿って長さl(m)の部分にはσl(C)の電気量があり、N=4πkσl(本)の電気力線が出て、---☆ 半径r(m)の円柱面(表面積S==2πrl)を貫いている。対称性から面上の電界Eは共通であり、 E=N/S=4πkσl/2πrl=2kσ/r(N/C) とありますが、☆のところで質問です。 どうして、N=4πkσl(本)となるのでしょうか? ガウスの法則では、総本数はN=4πkQ(本)となっていて、きっとこのQをσlにおきかえたのだと思いますが、 そもそもここでガウスの法則は使えるのでしょうか?ガウスの法則でN=4πkQ(本)となっているのは、電荷Qから半径rのところの電気力線の総本数で、球面の表面積が4πr^2だから、総本数N=(kQ/r^2)×4πr^2となっていると思います。 でも、今回の問題は、球ではなく、円柱と考えられるので、表面積は4πr^2にはならないので、総本数も4πkQ(4πkσl)にはならないと思います。 自分なりに考えてみると、電界E=総本数N/表面積Sで、表面積は、2πrl。総本数は、r離れたところで、kσ/r^2で、これは、1m^2当たりの本数なので、表面積全体では、kσ/r^2×2πrlかなと思いました。 ただ、どうも違うような気もします。 きっと解説があっているのだとは思いますが、どうして、☆のようになるのかと、自分の考え方のどこが間違っているのかがわかりません。 アドバイスをいただけるとうれしいです。 よろしくお願いします。

  • 導電面上での電位分布

    広いカーボン紙の上で、2点をとって、1点をマイナス端子につなげて、プラスの方はカーボン紙上に当てて、デジボルで電位を見ながら等電位線を描く、という実験を行いました。その時、2点の間あたりに、カーボン紙に穴を切り取ったり、銀ペーストで円を描いたりしたんですが・・・。 銀ペーストの方は静電遮蔽が起こっているのは納得できるのですが、穴をあけた場合も電気力線が垂直に差し込んでいるような気がするのですが、それは、なぜですか? そこでの、電子の動きがよく分からないのです・・・。よろしくおねがいします。

  • ダイポールアンテナ電圧分布図

    図のダイポールアンテナで電圧分布についてお教えください。 電圧分布は2点間の電位差ですが、この場合、電気力線の中点、(中線、中央面)を基準ポテンシャル0Vとし、電気力線上の積分計算で各点のポテンシャル(電圧)を決めているいう理解でよろしいでしょうか??? 回路的には、給電点で不平衡、平衡変換した平衡電圧の中点が基準点とも言えそうでうが。

  • 電界や電位の単位について

    よろしくお願いします。 大学受験用の問題集で、電界で電位を求める問題があるのですが、解答に単位がのっていないのですが、電界や電位に単位はないのでしょうか? 例)xy平面に点(-a, 0)に-Qが、点(a,0)に+Qが置かれている。点B(0, a)での電界を求めよ。 解答はkQ/(√2)a^2、-x方向 なのですが、単位が書いていません。 もう一冊の問題集も見たのですが、書いていませんでした。 基本的な質問だとは思いますが、電解や電位を求めよ、という問題に対しては単位は必要ないのでしょうか。 よろしくお願いします。

  • 同心円板と円環電極の間の電界について

    電磁気学が苦手な学生です. 図のような電極間に電圧を印加する時,電圧を印加する電極を変えることで,電気力線密度が電極端で変化し,電界が変わってくると思います.この差を表すために,電界強度分布をグラフで表したいと考えているんですが,どのような式で表せばいいかわかりません. どなたか教えていただければ幸いです.

  • 電界と電位

    十分に細く無限に長い棒に単位長さあたりqの正電荷が均等に帯電している。この棒から距離rだけ離れた点での電界の強さを求めよ。 という問題で、どういうところから考えていけばいいかいまいち分かりません…。 自分は単純に、電界の強さをもとめるのか、じゃぁE=の公式を使えばいいな。と思うのですが…。 模範解答は、N=4πk0Qを用いる。と書いてあります。 初めにこれを用いるって思いつくポイントって何ですか…? たとえばEについての公式はE=k0 lql/r^2っていう公式も思いつくし…。 どれを使えばいいのかで苦労します。 そして続きは… 表面の電界のつよさをEとすると、電荷、電界、電気力線の関係はE×S=N したがってE×2πr=4πk0qとなりE=に直したのが答えになっています。 S=表面積ですよね。この場合は点電荷ではないから球じゃなく円柱だから、この場合のSってのは円周のことでしょうか?だから直径×πとなっているのでしょうか?

このQ&Aのポイント
  • 最近アマゾンの洗剤が値上がりしているようで、業務用の粉洗剤が5kg1750円とかなり安いのでこれを買おうか迷ってます。
  • 無臭はむしろありがたいのと、私は皮脂が多いので、その汚れさえ落ちればいいのですが一般家庭で使うのに業務用を使うデメリットはありますか?
  • 業務用の洗剤は家庭用と比べて主に容量が多く、価格も安い特徴がありますが、使用方法や成分には違いがあります。
回答を見る