静電エネルギー

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電磁気学
VFPt Solenoid correct2.svg


静電エネルギー英語: electrostatic energy)とは、電場が持つエネルギーである。

定義[編集]

自由空間において電場 E があるとき、電場は体積あたりの密度で

のエネルギーを持つ。このエネルギーが静電エネルギーであり、ある領域 V 内の静電エネルギーは積分

で定義される。

媒質中の静電エネルギー[編集]

媒質がある場合には

で定義される。特に線形媒質の場合には

となる。

ポテンシャル表示[編集]

場の時間変動がない場合は静電ポテンシャル φ により

と表される。境界でポテンシャルがゼロとする条件を課すことで第二項を落とせば

となる。 電位 φi の導体に電荷 qi が充電されているとき

である。静電容量を用いれば

となる。

コンデンサ[編集]

印加電圧 V で電荷 Q が充電されたコンデンサのもつ静電エネルギーは、二つの電極板で電荷が 、電位が であることから

と導かれる。静電容量を用いれば

となる。

関連項目[編集]