電束と電束密度

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電束とは

電気力線を束ねた電束

電気力線を「何本か」を束ねたものを電束という。
1[C]の電荷からは１本の電束が放射されていると決める。

真空中であっても、他の物体中であっても1[C]からは１本が放射される。
つまり電束は誘電率に(電荷の周囲の物質に)影響されないことになる。
q[C]の電荷からはq本の電束が放射されているということだ。

電荷qを中心とした半径rの球の表面積は4πr²である。
電荷qを表面積4πr²で割れば、電荷qから距離r離れた場所における「単位面積あたりの電束の数」となる。

これが電束密度Dだ。
電荷を面積で割るのだから、電束密度の単位は[C/m²]である。
電荷から遠くなるほど、密度は小さくなる。
電束がお互いに離れてしまうからだ。

上記の電荷qから距離r離れた場所における電場の強さは、「単位面積あたりの電気力線の本数」(電気力線密度)と等しく以下の式で示される。

DをEに代入すると、D=εEとなる。

電気力線のうちの「何本か」を束ねたものが電束であった。
この式を見ると、電気力線を(1/ε)本束ねたものが電束であることが分かる。

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