27. 电磁公式一览

关于静电的库仑定律可以表示为“带电粒子间的作用力，与电荷的乘积成正比、与电荷之间距离的平方成反比”。设2个点电荷的电量为Q1、Q2[C]，电荷间的距离为r[m]，在两电荷间的作用的静电力的大小库仑力设为F[N]，则库仑定律可以用以下公式表示。F为正时是斥力，为负时是引力。

表示真空中的介电常数， 表示物质的相对介电常数。

高斯定理的内容是“进出某个闭合曲面的电力线的数量总和，等于该闭合曲面内电荷总量的1/ε（ε是介电常数）”，可以用以下的公式表示。公式中，在全部的表面积上对电场E积分求电力线的总和，等于内部电荷总量Q除以介电常数ε的商。

另外，高斯定理可以用电位移 、 电荷密度 表示为以下公式。

电容是表示在绝缘的导体中存储有多少电荷的量。符号用C，单位用法拉[F]（表示）。在物体上加1伏特的电压、1库仑的电荷被存储的情况下，该物体的电容为1法拉。孤立的导体的电容，在电容为 C[F]，导体中存储的电荷为 Q [C]，作为基准的无穷远处的电势为V时，可以用以下的公式得到。

平行的平板间的电容，在平板的面积为 、平板间的距离为 d [m]、 平板间的电介质的介电常数为 的情况下，可以用以下的公式得到。

电容中存储的能量（电能）W [J] ，在电容为C [F]、端子间电压为V[V]的情况下，可以通过以下公式得到。

磁场的强度和方向的定义是“在磁场中，假设有一根可以忽略S级影响的无限长的磁棒，对（磁棒的）N极的每1[Wb]的作用力的大小作为强度，该作用力的方向是磁场的方向 ”。因此，对磁荷 m[Wb]的作用力F [N]和电场H[A/m]的关系可以通过以下的公式得到。

另外，与磁荷 m [Wb]距离为 r [m]的点的磁场强度H[A/m]和磁荷的强度成正比、和距离成反比，用以下公式来定义。

  在此 表示真空中的磁导率， 表示物质的相对磁导率。

自感是流过线圈绕组的电流变化时，该电流改变贯穿线圈绕组的磁通量，产生抵消磁通量变化的电势。因为该电势是沿阻碍电流变化的方向产生所以被称作逆电动势，设自感为 L [H]、线圈绕组的电流为 I [A]，（该电动势）可以用以下公式表示。

自感表示改变电流时发生自感的容易程度，用以下公式得出。

电场是带电物体周围产生的电的物理场。它的强度和方向的定义为“将单位正电荷放入电场中所受的作用力的大小为强度，该作用力的方向为电场的方向”。因此，作用于点电荷Q[C]的静电场力F[N]和电场E的关系由以下公式给出。

例如，与点电荷Q［C］相距r［m］处的点的电场强度E［V/m］可以用以下公式求得。

电场中的电势是在目标点的单位正电荷携带的电势能，从无穷远处把单位正电荷移动到该（目标）点做的功[J/C]。另外，两点间的电势差是把单位正电荷从1点移动到另一点所必要的功[J/C]。单位用伏特[V]，1V被定义为1C的电荷做1J的功时的电势差。

磁石和磁石、或者粘在磁石上得铁等物质和磁石之间，有同极相斥、异级相吸的作用力。磁力与各磁荷的强度的积成正比，与距离的平方成反比。作用于放置在物质中的点磁荷相互之间的磁力F[N]，在各点磁荷的强度为M1, M2 [Wb]、点磁荷间的距离为r[m]、真空中的介电常数为μ0、物质的相对介电常数为μr的情况下，可以用以下公式得出。

静电的情况下，可以取出正、负电荷的单体考虑，但磁荷总是以N和S成对的磁偶极子的形式存在着。

如果穿过线圈绕组的磁通量发生变化，在线圈上会产生沿着阻碍磁通量变化的方向的感应电动势。设线圈的匝数为N、磁通量为Φ，电动势的大小e可以用以下公式表示。

磁通量的变化，有由本身或者其他的线圈引起的（两种）情况。前者叫做自感、后者叫做互感。

两个线圈电磁耦合时，由于一个线圈的电流的变化而产生的磁通量的变化，会使另一个线圈产生感应电动势。表示耦合的程度的是互感M [H]，用以下的公式得出。

L1、L2是各线圈的自感，k是耦合系数取0～1的值。由于互感产生的感应电动势，在一个线圈的电流为I1 [A]，另一个线圈的电动势为e2 [V] 的情况下，可以用以下的公式表示。