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電磁気学の問題
正に帯電した物体のみを用いて物体を負に帯電させるにはどうしたらよいか教えてください。 添付した写真の絵がヒントらしいのですが…
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表面電荷密度σで帯電した半径rの金属の球殻の内外の電場と電位をもとめよ という問題なのですが、参考書を見ても少し難しいので、ヒントか考え方をどうか教えて下さい。 電磁気は得意ではないです。
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以下の問題が分かりません… 1.真空中に半径aの導体球があり、+Qに帯電されている。この導体球を囲うように、半径b(b>a)の薄い球殻が置かれている。球殻には均一に合計-Qの電荷を帯電させた。導体球と球殻の中心は一致している。以下の問いに答えよ。 1)球殻の中心を原点とするとき、げんてんからの位置ベクトルrの点での電界を求めよ。 2)空間に蓄えられる静電エネルギーUをもとめよ。 2.断面の半径がaで長さが無限大の円柱上の物体の内部を一様に電流Iが流れている。またこの円柱状物体と中心軸が一致した長さが無限大で半径がb(b>a)の薄い円菅に一様に電流Iが円柱状物体の電流と同じ向きに流れている。このときの磁界の大きさをアンペールの法則(積分形)を適用して求めよ。 長くなってしまい、すみませんm(_ _)m 1)はなんとかできたとはおもいますが、球殻と導体球が実際どのような電界が出ているのかがイメージできません(~_~;)
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半径r_1（rに下付きで1、以後下付きの文字や数字の前には_をつける）[m]、誘電率ε_1[F/m]の誘電体球と、内半径r_2[m]、外半径r_3[m]の中空導体球が、ともに座標原点を中心として置かれている。誘電体球は電化密度ρ[C/m^3]で一様に帯電しており、中空導体球は帯電していないものとする。自由空間の誘電率をε_0[F/m]として、以下の問いに答えよ。 （図が書けないので補足しておきます。r_1<r_2<r_3となっており、中空導体球の中に誘電体球があるようなイメージです。） 1.中空導体球の内側及び外側表面には電荷が発生する。それぞれの面電荷密度σ_i[C/m^2]およびσ_o[C/m^2]を求めよ。 2.原点からr[m]の点における外向き電界強度E(r)[V/m]を、0<r<r_1、r_1<r<r_2、r_2<r<r_3、r_3<rのそれぞれの場合について数式で表せ。 3.次に中空導体球を抵抗R[Ω]を介して接地した。このとき、接地した瞬間から測った時刻t[s]に対して、抵抗を流れる電流i(t)[A]が i(t)=i(0)exp(-αt) (t≧0) となることを導け。ただしαはある定数であり、大地の電位は常に0[V]である。 導体球と誘電体球を、どのように同時に考えたらいいのか分からず、 困っています。 中空導体球の中に導体球がある場合などについては、参考書で見かけたのですが…。 かなり図書館で色々な本を見てみたのですが、だいたいどの本も 誘電体と導体の話が別々に書いてあります。 中空導体球の中に誘電体球、このような場合どのように考えたらいいのでしょうか。 中空導体球と、誘電体球の相互関係はないのでしょうか。 ないのなら、中空導体球の問題1.は中空導体球だけで考え、2.は・・・ r_1<r<r_2のときは・・・ 混乱してきました。 どなたか、ヒントまたは助力、お願いします。。。
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