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書籍詳細

電気・電子系 教科書シリーズ 2)

  電磁気学

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多田泰芳 群馬高専名誉教授 著

柴田尚志 一関高専校長・茨城高専名誉教授 博士(工学) 著

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発行年月日:2005/01/03 , 判 型: A5,  ページ数:304頁

ISBN:978-4-339-01182-1,  定 価:3,888円 (本体3,600円+税)

ジャンル:

電磁気現象の基本法則をわかりやすく解説し,またベクトルの発散や回転の定義,式の導出にも丁寧な説明を加えた。さらにマクスウェルの方程式の微分形を導出したうえで,それらを用いて電磁気現象を体系的に理解できるようにした。

【目次】

1. 電荷
 1.1 帯電現象
 1.2 電荷の本質
 1.3 導体,不導体,半導体
 1.4 クーロンの法則
1. 電荷
 1.1 帯電現象
 1.2 電荷の本質
 1.3 導体,不導体,半導体
 1.4 クーロンの法則
  1.4.1 静止電荷間に作用する力
  1.4.2 ベクトルの直角座標表示
  1.4.3 電荷と電流の単位
  1.4.4 電荷間力の遠隔作用と近接作用
 演習問題

2. 真空中の静電界
 2.1 電界
 2.2 静止電荷による電界
  2.2.1 単一点電荷による電界
  2.2.2 多数点電荷による電界
  2.2.3 分布電荷による電界
 2.3 電気力線による電界の表示
 2.4 ガウスの法則
  2.4.1 閉曲面のなかから外へ出る電気力線数
  2.4.2 電束・電束密度
 2.5 電位
  2.5.1 電界中に置かれた点電荷に働く力がなす仕事
  2.5.2 静電界における電位
  2.5.3 電位差
 2.6 電位のこう配
 2.7 電気双極子と電気二重層
  2.7.1 電気双極子
  2.7.2 電気二重層
 演習問題

3. 導体を含む静電界
 3.1 導体と静電界
 3.2 導体系における電荷と電位の関係
  3.2.1 電位係数
  3.2.2 容量係数と誘導係数
 3.3 静電容量
 3.4 静電遮へい
 演習問題

4. 誘電体を含む静電界
 4.1 誘電体の分極
  4.1.1 誘電体
  4.1.2 分極の原因
  4.1.3 分極の強さ
  4.1.4 分極と分極電荷密度との一般的な関係
 4.2 誘電体内の電界
  4.2.1 電束密度
  4.2.2 電気感受率と誘電率
 4.3 誘電体の境界面
  4.3.1 境界面における電束密度と電界
  4.3.2 境界面における電束線および電気力線の屈折
 4.4 誘電体を含む静電界の例
  4.4.1 平行電極板間にある2種類の誘電体
  4.4.2 同心円筒導体間にある2種類の誘電体
 演習問題

5. 静電界のエネルギーと力
 5.1 帯電導体系の有するエネルギー
 5.2 電界のなかに蓄えられるエネルギー
 5.3 導体表面に働く力
 5.4 導体系に働く力
  5.4.1 各導体の電荷が一定に保たれる場合
  5.4.2 各導体の電位を一定に保つ場合
 5.5 誘電体の境界面に働く力
  5.5.1 電界が界面に垂直な場合
  5.5.2 電界が界面に平行な場合
 演習問題

6. 静電界の一解法
 6.1 点電荷と導体平面
 6.2 点電荷と接地導体球
 6.3 2種類の誘電体と点電荷
 演習問題

7. 定常電流
 7.1 電流
 7.2 定常電流界
  7.2.1 オームの法則
  7.2.2 体積抵抗率の温度変化
  7.2.3 電気伝導の電子論
 演習問題

8. 真空中の静磁界
 8.1 磁石と電流に関する現象
 8.2 平行直線電流間に働く力
 8.3 磁界
 8.4 電流素片および運動する荷電粒子に作用する力
 8.5 ビオ・サバールの法則
 8.6 磁束線による磁界の表示
 8.7 アンペアの法則
  8.7.1 磁束密度の線積分
  8.7.2 磁界の強さ
 演習問題

9. 磁性体を含む静磁界
 9.1 物質の磁化
  9.1.1 磁性体
  9.1.2 磁化の原因
  9.1.3 磁化の強さと磁化電流
 9.2 磁性体中の磁界
  9.2.1 磁束密度と磁界
  9.2.2 磁化率と透磁率
  9.2.3 磁束密度と磁界の境界条件
  9.2.4 磁性体中の磁界の計算
 9.3 強磁性体と磁気回路
  9.3.1 強磁性体の磁化特性
  9.3.2 磁気回路
  9.3.3 永久磁石
 9.4 磁極(磁荷)に基づく静磁界
 演習問題

10. 電磁誘導
 10.1 電磁誘導現象
 10.2 ファラデーの法則
 10.3 電界と磁界の相互変換
 演習問題

11. インダクタンス
 11.1 自己誘導と自己インダクタンス
 11.2 相互誘導と相互インダクタンス
  11.2.1 相互インダクタンス
  11.2.2 結合係数
  11.2.3 相互インダクタンスの正,負
 11.3 インダクタンスの例
  11.3.1 有限長円筒ソレノイドの自己インダクタンス
  11.3.2 円形断面をもつ導線の直線部分の内部インダクタンス
  11.3.3 往復平行導線の自己インダクタンス
  11.3.4 同軸円筒導体の自己インダクタンス
  11.3.5 二重円筒ソレノイド間の相互インダクタンス
  11.3.6 直列接続されたコイルのインダクタンス
 11.4 磁界のエネルギーと力
  11.4.1 磁界のエネルギー密度
  11.4.2 ヒステリシス損
  11.4.3 複数のコイル(回路)による磁界のエネルギー
  11.4.4 磁界のエネルギーと力
 演習問題

12. マクスウェルの方程式
 12.1 電荷の保存則
 12.2 変位電流
 12.3 マクスウェルの方程式(積分形)
 12.4 方程式の積分形から微分形への変換
  12.4.1 スカラ関数の傾き
  12.4.2 ベクトル関数の発散と微分形のガウスの法則
  12.4.3 ベクトル関数の回転と微分形のアンペアの法則
 12.5 微分形のマクスウェルの方程式
 12.6 静電界とポアソンの方程式
  12.6.1 静電界の基本式
  12.6.2 ポアソンおよびラプラスの方程式
 12.7 静磁界とベクトルポテンシャル
  12.7.1 静磁界の基本式
  12.7.2 ベクトルポテンシャル
  12.7.3 電流によるベクトルポテンシャル
  12.7.4 ベクトルポテンシャルの方程式
  12.7.5 ベクトルポテンシャルと磁束
 12.8 媒質中のマクスウェルの方程式
  12.8.1 準定常電流
  12.8.2 渦電流
 12.9 媒質の境界面
  12.9.1 境界条件
  12.9.2 完全導体
 12.10 電磁界のエネルギー
 演習問題

13. 電磁波
 13.1 波動方程式
 13.2 一次元の波動方程式の解と平面波
 13.3 三次元の波動方程式
 13.4 正弦電磁界と複素数表示
 13.5 一般媒質中の平面波
 13.6 平面波の反射と屈折
  13.6.1 一般媒質境界面における平面波の反射と屈折
  13.6.2 誘電体境界面における反射と屈折
  13.6.3 導電性媒質への平面波の入射と反射
 13.7 電磁ポテンシャル
 13.8 電磁波の放射
  13.8.1 波源を含むマクスウェルの方程式の解
  13.8.2 微小ダイポールからの電磁波の放射
 演習問題

付録
 1. 基礎的物理定数
 2. 国際単位系(SI)
 3. ベクトル解析の式
 4. 円筒座標系および極(球)座標系における傾き,発散,回転

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