ITアシストコム株式会社

  1. Home>
  2. CAEソリューション >
  3. 電磁場解析(電磁界シミュレータ)コンシェルジュ >
  4. 電磁場のエネルギー、運動量、力について >
  5. 1.電磁場の基本的関係

電磁場のエネルギー、運動量、力について

電磁場の基本的関係

電気を持ったものは電場から、また磁気を帯びたものは磁場からクーロン力を受けることは
よく知られていますし、電流が電場や磁場からローレンツ力を受けることもまたよく知られた
事実です。

一般に電磁力を考える場合、マックスウェルの応力を使うことがありますがこれによる電磁力
の計算が、クーロン力やローレンツ力とどのような関係にあるかはあまり明確ではありません。

ここでは、電磁場が物体とどのような力のやりとりを行うかを原点に返って考え、電磁場のエネルギー、
電磁場の運動量という概念が通常の物体と同じように定義できると同時に、エネルギー保存の法則と
運動量保存の法則が物体ばかりでなく電磁場も含めた全体の系について成り立つことを示します。

まず物質中のマックスウェルの方程式に戻って考えることにします。

電場および磁束密度をEB、磁場の強さおよび電束密度をHD、また、電流密度と電荷密度をJρ
とすればこの方程式は、次のように表されます。

式 ・・・ (1)

式 ・・・ (2)

式 ・・・ (3)

式 ・・・ (4)

EおよびDBおよびHの間には次の関係があります。

式 ・・・ (5)

式 ・・・ (6)

ここに、ε0およびμ0はそれぞれ真空の誘電率と真空の透磁率であり、Pはそれぞれ分極ベクトル
と磁化ベクトルです。
この関係を使ってこれから電磁力や電磁場のエネルギーについて考えていきます。

電磁場のエネルギー、運動量、力についてトップページへ戻る 次へ

ページトップへ