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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第29期無線工学第8章電磁気 (4)電束と電束密度
[無線工学]
2021年12月3日 9時30分の記事

                       第8章電磁気
                (4)電束と電束密度

今回は、電束と電束密度のお話を致します。電束も電
束密度も航空無線通信士の試験範囲を超えています
ので、直接、これらの問題が出題された事は、過去に
有りません

と言う事は、 航空無線通信士より 上級の資格試験で
は、出題されていると言う事ですので逆に言えば新設
問題として何時、出題されてもおかしくない
と言う事で
す。 また、電束と電束密度については、コンデンサー
を理解する為に必要ですので、今回、お話をする事と
しました。


1.電束


続きは、続きを読むをクリックしてお読みください。
全文無償で公開しています。

[受験クラブより]

貴方の受験される航空無線通信士は、自己投資に
値しない資格なのでしょうか?
新コロナ・ウィルスで中々外へもだ掛けられい今だ
からこそ、受験勉強をしてみるのも良いのでは、な
いでしょうか?


合格を手にするかどうかは、貴方次第なのです。


「時は、金なり」と言いますが、50円を有効に使えて
いますか?

本文には、見本部分の数倍の重要な記事が書いて
あります。
特に2月期の試験は、航空大学校の入学や就職に
と大変重要
な試験になります。
独学が難しい事は、特集記事でお話した通りです。
試験迄は、思った程、時間がありません。
時間を無駄にして後悔されない様、是非、本文をお
読み下さい。


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                       第8章電磁気
                (4)電束と電束密度

今回は、電束と電束密度のお話を致します。電束も電
束密度も航空無線通信士の試験範囲を超えています
ので、直接、これらの問題が出題された事は、過去に
有りません

と言う事は、 航空無線通信士より 上級の資格試験で
は、出題されていると言う事ですので逆に言えば新設
問題として何時、出題されてもおかしくない
と言う事で
す。 また、電束と電束密度については、コンデンサー
を理解する為に必要ですので、今回、お話をする事と
しました。


1.電束
電束とは、文字通り気力線のの事です。
電気力線は  もともと架空のものですから電束も架空
のものと言う事になります。

架空のものですから 誘電体に関係せず 1[C] (クーロ
ン)の電荷
から1[本] の電束が出る
と定めます。
よって、 Q [C] の電荷からは、 Q [本] の電束が出ま
す。
単位は、電荷と同じく [C] (クーロン)です。

2.電束密度:D[C/m^2]
電束密度は、文字通り単位面積当たりを通過する
束の密度
と言う事になります。
ここで電界の強さ:E について思い出して下さい。

   E=Q/(4πε r^2)         (4)

この式は、電界の強さを表すと同時に電界の様子を
示す電気力線の 単位面積当たりを通過する電気力
線の密度を表します。赤字だけだと電気力線の総数
:N を表しています。

電界の強さとは電荷Qからの半径 r の距離の球の
表面を通過する 単位面積当たりの電気力線の密度

と言う事になります。
電荷 Q からの距離が離れれば rが大きくなりますの
で 球の表面積も大きくなりますので、電気力線密度
は、小さくなります。
つまり電界が弱くなる事を示します。

さて、電束密度Dは、電束の密度の事ですから (5)式
の様に書けます。

  D=Q/(4πr^2)                            (5)

電荷Q[C]からQ[本]の電束が出ますので球の表面積
4πr^2 で電束を割ったもの電束密度です。
(4)式と(5)を比べますと(5)式には、分母にεが入って
いません。 と言う事は、電束密度は、電荷を取り巻く
空間の媒質には、よらない事になります。

更に、(4)式と(5)式から

   D/ε=E
  D = εE                     (6)

Dをεでわれば、Eになります。式を覚える時は、赤字
の方で覚えて下さい。
(6) 式は、簡単な式ですので、覚えておいて下さい。
電気回路での コンデンサーのお話のときに重要にな
ります。
ゴロも良いですね。。

今までに出てきました、クーロンの法則の式。 電界の
強さを表す式。電気力線の総数を表す式。 電気力線
密度を表す式。電束密度を表す式。 電束密度と電界
との関係を表す式を 別々に見ていますと、 それぞれ
の関係が分からないままに、 終わってしまいます
が、
一度 、全てを書き出して見てください。 それらを眺め
ていますと、 それぞれの関係が良く分かります。それ
ぞれの式が 関係している事が分かれば 式を暗記す
る事がいかに無意味だっか 実感される事と思います

これらの式どうしの関係が分れば これらの式を自由
に使いこなす事が出来ます。

次回は、フレミングの法則のお話を致します。

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