こんにちは。Noiseです。
Noiseはメーカー勤務でEMCエンジニアとして勤務しています。
今回はEMCの中でも一番多く関わり、基礎の基礎とでもいえる、電界強度、磁界強度について記事を書いていきます。
電界強度と磁界強度は、私たちの身の回りにある電気や磁気の現象を理解するために重要な概念です。
これらの概念を理解することで、電気回路の設計や解析、電磁放射の評価など、さまざまな領域で応用することができます。
この記事では、電界強度と磁界強度の概要から始め、それぞれの説明、単位や表現方法、重要性と応用について詳しく掘り下げます。
iNARTEでは100%出題されるのでしっかり、抑えておきましょう！
この記事を読むとわかること。
- 電界強度と磁界強度のそれぞれの定義と役割を理解することができます。
- 電界強度と磁界強度の単位や表現方法について学ぶことができます。
- 電界強度と磁界強度の関係性や応用範囲について把握することができます。
最後まで読んでいただけますと幸いです。
電界強度と磁界強度の概要
電界強度と磁界強度は、物理学における重要な概念であり、電磁気学の一部です。
これらは電場と磁場の性質を表す指標であり、私たちの日常生活や技術の多くに関わっています。
電界強度の説明
電界とは何か？
電界は、電荷が周囲の空間に及ぼす力の影響を表します。
電荷は周囲の空間に電場を作り出し、他の電荷に力を及ぼすことができます。
下記のように電荷が存在する場合、電場が形成されます。
電界強度とは？
電界強度は、単位電荷あたりに働く力の大きさを表します。
つまり、電場中の単位正電荷が受ける力の強さを示します。
ちなみにある点電荷からr(m)離れた点の電界強度は下記の式で表すことができます。
ここで、
E：電界強度(V/m)
Q：電荷(C)
ε0：真空の誘電率(F/m)
ｒ：点電荷からの距離(m)
です。
この式はiNARTEで出題されることが多いので要チェックです！！
電界強度の単位と表現方法
電界強度のSI単位はボルト毎メートル（V/m）です。
電界強度はベクトル量であり、大きさと方向を持っています。
通常、矢印を使って方向を示し、数値で大きさを表します。
電界強度の重要性と応用
電界強度は、電荷の動きや電気信号の伝達など、電気回路や電子機器の設計や解析において重要な役割を果たしています。
また、人体にも影響を与えるため、電界強度の評価は健康や安全にも関連しています。
例えば、モバイルデバイスの電磁界放射や電力線などの電界強度を評価することで、人々の暴露レベルを把握し、適切な対策を講じることが重要です。
磁界強度の説明
磁界とは何か？
磁界は、磁気の影響を表す領域です。
磁場は、磁性体や電流が生成する磁気力線によって特徴付けられます。
磁気力線はこんなイメージですね！
磁界強度とは？
磁界強度は、単位磁極あたりに働く力の大きさを表します。
つまり、磁場中の単位磁極が受ける力の強さを示します。
磁界については以下の式で詳細を説明していますので、ぜひご確認ください！
磁界強度の単位と表現方法
磁界強度のSI単位はアンペア毎メートル（A/m）です。
磁界強度もベクトル量であり、大きさと方向を持っています。
通常、矢印を使って方向を示し、数値で大きさを表します。
磁界強度の重要性と応用
磁界強度は、電磁誘導や電磁磁気機器の設計、MRI（磁気共鳴画像法）などの医療応用などで重要な役割を果たしています。
また、電力線や電磁誘導による磁界強度の評価も、健康や安全に関連する重要な要素です。
電界強度と磁界強度の関係
電界強度と磁界強度は密接に関連しています。
マクスウェルの方程式によれば、電流が変化すると磁界が発生し、電荷が変化すると電界が発生します。
つまり、電界と磁界は相互に関連し合っています。
まとめ
この記事では、初心者向けに電界強度と磁界強度の基礎を解説しました。
電界強度は電場の力を表し、磁界強度は磁場の力を表すことを理解しました。
また、電界強度と磁界強度は相互に関連しており、電流や電荷の変化によって発生します。
電界強度と磁界強度の理解は、電気回路や電子機器の設計や解析、電磁放射の評価、医療技術などにおいて不可欠です。
この基礎知識を持つことで、電界強度と磁界強度に関連する現象や技術について深く理解し、より高度な知識や応用を追求することができます。
まずは大まかな基礎から抑えていきましょう！
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以上です。
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