点電荷とは電気をもった点で,体積のない理論上の物質である.点電荷はプラスまたはマイナスの電気をもっている.電気の単位はクーロン(C).
$Q[C]$ の電気量をもった点電荷と $q[C]$ の電気量をもった点電荷を $r$ だけ離して置くと,点電荷の間に静電気力が働く.
\[ F=k_{0}\dfrac {Qq}{r^{2}}=qE \\ \]
ここで $k_0$ はクーロン定数で $k_0 = 9.0 \times 10^9 \ \mathrm{N \cdot m^2 / C^2}$ である.
点電荷のつくる電場の公式
物理量 | 単位 |
---|---|
極板面積 | S(m2) |
距離 | r(m) |
誘電率 | ε2(F/m) |
電気量 | Q(C), q(C) |
電位差 | V(V) |
電場 | E(V) |
力 | F(N) |
\[ F=k_{0}\frac{Qq}{r^{2}}=qE \\ E=k_{0}\frac{Q}{r^{2}} \\ N=4\pi k_{0}Q=\frac{Q}{\varepsilon_{0}} \\ N=ES \]
1 枚の極板のつくる電場
\[ E=\frac{Q}{2\varepsilon_{0}S} \]
2 枚の極板がつくる極板間の電場
\[ E=\frac{Q}{\varepsilon_{0}S} \]