B: 第4章 電流
教科書第4章「電流」に沿い、電流密度、電気抵抗、伝導モデル、電源の起電力、電力を学びます。電荷が動いても定常状態では各場所へ入る電流と出る電流が釣り合うことを、流線、断面、電位、発熱から見ます。
図から選ぶ全8回
B-1電流と電気抵抗長さ・断面・導電率から抵抗を読みます。
B-2電流密度と局所オーム則面の向きと流束から電流を積分します。
B-3電気伝導モデル熱運動の中に現れる小さな平均ドリフトを見ます。
B-4電源と起電力静電力でない力が電荷を押し上げます。
B-5電流分布と材料境界電位と法線電流のつながりを見ます。
B-6静電場との対応Laplace方程式を共有する二つの場を比べます。
B-7Joule損と電力収支場から熱へ移る電力密度を追います。
B-8Laplace方程式と電極設計角・狭窄・電極配置による集中を見ます。
流れを読む四つの視点
面を横切る量$I=\displaystyle\int_S\vec i\cdot\vec n\,dS$ で流線の密度と面の向きを結びます。
局所の材料則$\vec i=\chi\vec E$ を使い、同じ電界でも材料で流れ方が変わることを見ます。
蓄積しない条件$\nabla\cdot\vec i=0$ を、微小体積へ入る量と出る量の帳尻として読みます。
熱へ移る電力$p=\vec i\cdot\vec E$ を色と体積積分で追い、電源の仕事と照合します。