磁気に関するクーロンの法則【電験三種：理論】

2024年11月2日 09:59

はじめに

クーロンの法則には、「磁気に関する法則」と「静電気に関する法則」がある。いずれも「力」に関する重要な法則でり、電磁気学はクーロンの法則を起点として展開されていくことになる。

磁石とは、二つの磁極、N極とS極を持った石である。

磁極とは、磁石同士が吸引したり反発したりする集中した箇所のことをいう。

N極を正極(＋)、S極を負極(－)と定めている。

点磁極とは、磁極の大きさを無視した「点」として考えた磁極のことをいう。

点磁極とは、磁極の大きさを無視した「点」として考えた磁極のことをいう。

真空とは、物質が全く存在しない空間をいう。

[Wb]の単位は「ウェーバ」とよむ。
[H]の単位は「ヘンリー」とよむ。
[N]の単位は「ニュートン」とよむ。
ギリシャ文字「μ」は「ミュー」と読む。
「π」は円周率3.141592…を表した文字記号である。

二つの点磁極の間に働く力は、二つの点磁極を結ぶ直線上にあり、その大きさは二つの点磁極の磁極の強さの積に比例し、二つの点磁極間の距離の2乗に反比例する。

透磁率μ[H/m]は、真空透磁率μ0[H/m]と比透磁率μrの積で表される。

二つの点磁極の正負が異なる場合は、吸引力が働く。

二つの点磁極の正負が同じ場合は、反発力が働く。

下図のように真空中で1[m]離れた2点に、＋4π[Wb]と＋8π[Wb]の点磁極を配置した。
この点磁極間に働く力の大きさ[N]を求めて、その力の方向を図示せよ。