物理公式集

電磁気

*印は物理Ⅱ

*クーロンの法則

$F=\frac{k|Q||q|}{r^{2}}$

*電界E

$E=\frac{k|Q|}{r^{2}}$

*電位V

$V=\frac{kQ}{r}$

*kと真空誘電率ε。

$k=\frac{1}{4\pi\epsilon_{o}$

電気力線と等電位線

　+Q と-Q

　+Q と+Q

電界による力

$F=qE$

*一様電界Eと電位差V

V=Ed

*クーロン力の位置エネルギーU

U=qV

*外力が電荷qを運ぶ仕事W(a→b)

W=q(Vb-Va)

*電界がした仕事 W'と外力がした仕事 W

W'= -W

*電気量 Q と電気容量 C

Q = CV

*コンデンサーのエネルギーU

$U=\frac{1}{2}QV$

$\ =\frac{1}{2}CV^{2}$

$\ =\frac{1}{2}\frac{Q^{2}}{C}$

*電池がした仕事w

w=QV

*平行板コンデンサーの電気容量
　極板間が真空

$C=\frac{\epsilon_{o}S}{d}$

　極板間が誘電体

$C'=\frac{\epsilon S}{d}$

$\ =\frac{\epsilon_{r}\epsilon_{o}S}{d}$

$\ =\epsilon_{r}C$

*極板間の電界E

$E=\frac{Q}{\epsilon_{o}S}$

*極板間の力

$F=\frac{1}{2}QE=\frac{Q^{2}}{2\epsilon_{o}S}$

*並列合成電気容量

$C=C_{1}+C_{2}$

*直列合成電気容量

$\frac{1}{C}=\frac{1}{C_{1}}+\frac{1}{C_{2}}$

$C=\frac{C_{1}C_{2}}{C_{1}+C_{2}}$

オームの法則

V=RI

抵抗率ρ

$R=\rho\frac{\ell}{S}$

電流とは

ある断面を単位時間あたり流れる電気量

*電流 I

$I=\frac{\Delta Q}{\Delta t}$ *単位体積あたりの自由電子の数 n

I=enSv

抵抗での消費電力P[W]

$P=IV=I^{2}R=\frac{V^{2}}{R}$

*ホイートストンブリッジ
$\frac{R_{1}}{R_{2}}=\frac{R_{3}}{R_{4}}$

直列抵抗

$R=R_{1}+R_{2}$

並列抵抗

$\frac{1}{R}=\frac{1}{R_{1}}+\frac{1}{R_{2}}$

$R=\frac{R_{1}R_{2}}{R_{1}+R_{2}}$

*P型半導体

担体が正孔
4価に3価を混入

*N型半導体

担体が電子
4価に5価を混入

*ダイオードの順方向

Pに正極、Nに負極を接続

*磁界Hと磁束密度B

$B=\mu_{o}H$

*直線電流が作る磁界

$H=\frac{I}{2\pi r}$

*円電流が作る磁界

$H=\frac{I}{2r}$

*ソレノイドコイル(単位長さあたりの巻き数n)

$H=nI=\frac{N}{\ell}I$

*ローレンツ力

$F=qvB$

*電流が受ける力

$F=IB\ell$

フレミング左手の法則

*磁束Φ

$\phi=BS$

*電磁誘導の法則

$V=-\frac{d\phi}{dt}$

*自己誘導

$V=-L\frac{dI}{dt}$

*磁界を横切る金属棒

$V=vB\ell$

フレミング右手

*円形に横切るとき

$V=\frac{1}{2}Br^{2}\omega$

*コイルのエネルギー

$U=\frac{1}{2}LI^{2}$

*交流の実効値と最大値

$V_{o}=\sqrt{2}V_{e}$

$I_{o}=\sqrt{2}I_{e}$

*誘導リアクタンスX_L[Ω]

$X_{L}=\omega L=2\pi fL$

*容量リアクタンスX_C[Ω]

$X_{C}=\frac{1}{\omega C}=\frac{1}{2\pi fC}$

*直列合成インピーダンスZ[Ω]

$Z=\sqrt{R^2+(\omega L-\frac{1}{\omega C})^2}$

*直列共振、並列共振、電気振動

$\omega=\frac{1}{\sqrt{LC}}$

$T=2\pi\sqrt{LC}$

$f=\frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}$

*電気振動でのエネルギー保存

$\frac{1}{2}\frac{Q^{2}}{C}=\frac{1}{2}LI^{2}$

力学熱力学波動電磁気原子　