重ね合わせの原理により、任意の数の点電荷が作用することにより、特定の電荷にかかる総力を決定できます。その周囲または周囲の空間にある各荷電粒子は、宇宙に電場を作り出します。電荷によって生成される電場は、他の電荷の有無とは無関係です。発生する電界は、クーロンの法則を使用して決定できます。重ね合わせの原理を使用して、2 つ以上の電場を組み合わせることができます。
電荷
電荷または静電荷としても知られる電荷は、電磁界内に配置されたときに力を発生させる亜原子粒子の基本的な特性として定義されます。一般に、電荷には、陽子によって運ばれる正電荷と電子によって運ばれる負電荷の 2 種類があります。オブジェクトの正味/総電荷がゼロで、正でも負でもない場合、それは中性であると言われます。電荷は Q として表され、クーロンで測定されます。電荷の単位はクーロンです。
重ね合わせの原則
重ね合わせの原理によれば、空間内のすべての電荷は、ある点で電場を生成します。これは、その媒体内の他の電荷の存在とは無関係です。結果として生じる電場は、個々の電荷による電場のベクトル和です。
静電気における重ね合わせの原理
1 つの正電荷と、正電荷に力を及ぼす 2 つの負電荷について考えてみましょう。ここで、重ね合わせの定理から、結果として生じる力は、物体に作用する残りすべての力のベクトル和になります。
したがって、
継続的な料金分配
静電学における重ね合わせの原理に加えて、電荷分布のアイデアを得る必要があります。私たちは、正電荷または負電荷のいずれかを受け取ることを知っています。放出された荷電元素は陽子と呼ばれます。これらの陽子が量子化されると、それらの間の距離がはるかに小さくなり、非常に強く結合していることが明らかになります。そのため、それらの電荷分布は重ね合わせの原理によって与えられます。
次の 3 種類の連続料金分配があります。
<オール>線形料金分布
電荷が長さに沿って均等に分散している場合、たとえば円の周囲や直線ケーブルやワイヤに沿って分散している場合、これは線形電荷分布として知られています。として表されます。
ワイヤの線電荷密度は次のように決定されます
表面電荷分布
表面電荷密度は、小さな荷電要素の位置に関して荷電された導体の表面の電荷分布を特徴付けるのにほとんど実用的ではありません.
表面電荷密度は、導体の表面の面積要素 S (巨視的スケールでは十分に小さいが、多くの電子を運ぶのに十分な大きさ) に対してより実用的であり、その要素の電荷 Q を定義します。
表面電荷密度は次のように与えられます
表面電荷密度は、微視的なレベルでの電荷の量子化と電荷分布の不連続性を無視します。これは、微視的には非常に大きい面積 ∆S の要素にわたる微視的な電荷密度の平滑化された平均です。
ボリュームチャージの分配
電荷が体積全体に均等に分布している場合、それは体積電荷密度として知られています。
体積電荷密度は次のように与えられます
静電気のクーロンの法則
クーロンの静電気の法則は、電荷間の電気力の方程式を提供します。
クーロンの静電法則によれば、距離だけ離れた 2 つの点電荷間の静電力は、電荷の大きさの積に比例し、これら 2 つの電荷間の距離の 2 乗に反比例します。
クーロンの法則は次のように与えられます
ここで、
q =テスト料金
Q =ソースチャージ
F =力
r =電荷間の距離
結論
重ね合わせの原理により、任意の数の点電荷が作用するため、特定の電荷にかかる総力を決定できます。
重ね合わせの原理によれば、
次の 3 種類の連続料金分配があります。
<オール>ワイヤの線電荷密度は次のように決定されます
