クーロンの法則

クーロンの法則とは２つの電荷間に働く力を求める公式です。

電荷？力？　初学者の方にとっては少し意味が分からないかもしれませんが、本記事を読み終わるころには理解していただけると思います。

電験三種を攻略する上でクーロンの法則は逃げられません！がんばっていきましょー！

電荷ってなに？

クーロンの法則を理解するために、まず初めに電荷について知る必要があります。

電荷って何？と思う人もいると思うので電荷についての説明をしますね。

「電荷（でんか）」とは、物質が持っている電気の性質です。物質には、電気を持っている「電荷」が存在し、この電荷がどのように振る舞うかによって、私たちが日常で見る「電気現象」が起きます。例えば、静電気や電気回路などです。

電荷には2種類があります

これらは、物質の中の「電子」と呼ばれる小さな粒子が関係しています。物質は通常、正の電荷を持つ「原子核」と、負の電荷を持つ「電子」で構成されています。

同じ種類の電荷は反発する
正の電荷同士、または負の電荷同士は反発し合います。これが静電気の原理です。例えば、2つの同じ電荷を持った風船を近づけると、風船同士が反発して離れようとします。
異なる種類の電荷は引き合う
正の電荷と負の電荷は引き合います。これも静電気の現象で、例えば、風船を髪の毛にこすった後、風船が髪の毛を引き寄せるのは、正と負の電荷が引き合っているからです。

ではこの反発する力とくっつこうとする力はどのくらいの大きさなの？

この力の大きさをクーロンの法則で表すことができます。

クーロン力の大きさは、2つの電荷の間の距離と電荷の大きさによって決まります。これを数式で表したものが クーロンの法則 です。わかりやすく例えると磁石のようなものです！

例えば、+2Cの正電荷と-3Cの負電荷が2m離れている場合のクーロン力を計算してみましょう。

F = k * (|Q1 * Q2|) / r²  
  = 8.99 × 10⁹ * (|+2 * -3|) / 2²  
  = 13.485 × 10⁹ N

ここで、k（クーロン定数）は、真空中で k = 8.99 × 10⁹ N·m²/C² です。

この場合、クーロン力は13.485 × 10⁹ Nで引き合う力が働いています。

この記事では、クーロンの法則について詳しく解説しました。電荷間に働く力の計算方法や、クーロン定数の意味、そして真空中での具体例を学びましたね。

クーロンの法則は、電験三種の「電気理論」における基本中の基本です。この法則をしっかり理解することで、静電気に関連する問題だけでなく、電気力線やガウスの法則といった応用的なテーマにも強くなります。特に計算問題では、公式を正しく使いこなせることが重要です。

試験勉強はとても大変ですが、基礎を固めることが合格への最短ルートです。この記事がその助けになれば嬉しいです。
電験三種合格を目指して、一歩一歩着実に進んでいきましょう！応援しています！