理論電気・電子計測測定方法・誤差・補正★★☆☆☆

電気・磁気量の単位

概要
電気・磁気に関する主要な物理量(コンダクタンス・インダクタンス・磁束密度・透磁率など)の単位記号と定義式を体系的に整理する。単位の誤りを問う問題で頻出であり、磁束(Wb)と磁束密度(T)の混同など紛らわしい組合せを正確に覚えることが重要。
📖用語
コンダクタンス抵抗の逆数。物理量記号 G,単位 S(ジーメンス)。G = 1R で表される。
インダクタンスコイルに電流を流したときの鎖交磁束の大きさを表す量。単位 H(ヘンリー)。
磁気抵抗磁気回路で磁束の流れにくさを表す量。単位 H-1(= A/Wb)。
磁束密度単位面積あたりの磁束。物理量記号 B,単位 T(テスラ)。B = ΦA で表される。
透磁率媒質中での磁束の通りやすさを表す比例定数。物理量記号 μ,単位 H/m。B = μH である。
電束密度単位面積あたりの電束。物理量記号 D,単位 C/m2
主な電気・磁気量と単位
ここで m はメートル(meter)を表す。m2 は平方メートル(m²),m3 は立方メートル(m³)。
物理量単位記号定義・関係式
電流A(アンペア)C/s
電荷C(クーロン)
電圧・電位V(ボルト)
抵抗Ω(オーム)
コンダクタンス(記号 G)S(ジーメンス)G = IV = 1R(抵抗の逆数)
電力W(ワット)
電力量(エネルギー)J(ジュール)W·s
静電容量F(ファラド)
インダクタンスH(ヘンリー)L = I(N:巻き数,Φ:磁束,I:電流)
磁気抵抗H-1Rm = NIΦ(NI:起磁力,Φ:磁束)
磁束Wb(ウェーバー)V·s
磁束密度T(テスラ)Wb/m2
磁界の強さA/m(アンペア毎メートル)H dl = NI(N:巻き数,I:電流,NI:起磁力 [A])
透磁率H/m(ヘンリー毎メートル)B = μH より,μ = BH = TA/m
電界の強さV/m(ボルト毎メートル)
📐基本公式:各物理量の定義式
A(アンペア)= C/s
電流は「単位時間に流れる電荷量」。I = dQdt より 1 A = 1 C/s となる。
S(ジーメンス)= A/V = Ω-1
コンダクタンス(物理量記号 G)は抵抗(記号 R,単位 Ω)の逆数。G [S] = IV = 1R より 1 S = 1 A/V = 1 Ω-1 となる。
W(ワット)= J/s
電力は「単位時間のエネルギー変換量」。P = Wt より 1 W = 1 J/s となる。
F(ファラド)= C/V
静電容量は「単位電圧あたりに蓄えられる電荷量」。C = QV より 1 F = 1 C/V となる。
H(ヘンリー)= Wb/A
インダクタンスは「単位電流あたりの鎖交磁束」。L = I より 1 H = 1 Wb/A となる。
H-1 = A/Wb
磁気抵抗は「単位磁束を通すために必要な起磁力」。Rm = NIΦ より 1 H-1 = 1 A/Wb となる。
Wb(ウェーバー)= V·s(ボルト秒)
ファラデーの法則 e = −dt を変形すると Φ = e dt → 「電圧 × 時間」= V·s となる。
※ V/s(ボルト毎秒)ではないことに注意。
T(テスラ)= Wb/m2
磁束密度は「単位面積あたりの磁束」。B = ΦA より 1 T = 1 Wb/m2 となる。
H/m(ヘンリー毎メートル)
透磁率は B = μH の比例定数。μ = BH = TA/m = Wb/m2A/m = WbA·m = H/m となる。
よく混同されるもの
磁束 Φ の単位 → Wb(= V·s)
磁束密度 B の単位 → T(= Wb/m2
「磁束」と「磁束密度」は面積で割ったかどうかが違う。
Wb = V·s(ボルト秒)と V/s(ボルト毎秒)は全く別物。
透磁率 μ の単位 → H/m / 磁界の強さ H の単位 → A/m
図1
関連問題数:1

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