一様な電場の強さと電圧の関係

一様な電場の強さをE [___N/C__]、電場の向きと平行な任意の距離をd [___m__]とした場合、AB間の電圧(電位差)V [___V__]は、以下になります。

V=Ed

A点がV [___V__]B点が0Vです。

一様な電場においては、距離dに比例して、電圧が決まることが分かります。

導出方法

電場の強さがE [___N/C__]である一様な電場内において、q [___C__]の電荷は、qE [___N__]の静電気力を受けます。

任意の位置からqの電荷がd [___m__]移動すると、静電気力がする仕事は、qEd [___J__]となります。

AB間の電圧がVである場合、qの電荷に対して、静電気力がする仕事は、qV [___J__]なので、以下の等式が成り立ちます。

qV=qEd

両辺をqで割って、以下の式を得ます。

V=Ed

一様な電場の強さの単位

電場の強さの単位はN/Cですが、一様な電場の場合は、電場の強さの単位をV/mと表すこともできます。

冒頭の式は、E=V/dと変形できるためです。