4.仕事率とエネルギーの変化このページを印刷される方はこちらのバージョンをご利用下さい。ブラウザーでは見にくいのですが印刷は鮮明です。高校物理で習う難しい所です。教科書に載っている回路の例を幾つか取り上げて説明します。以下の図では、自己誘導を生じるソレノイドコイルLを一つのループで表している。ここでも以前「交流電源とRLC回路」で述べたことが言える。ここの現象もゆるやかに変化する場に関するものである。ゆるやかに変化する場とは典型的な変動時間に光りが進む距離が、装置の大きさに比べると遙かに大きいと言うことである。回路のあるところで起こった変化は瞬時に回路全体に及び、回路を構成する各部分は互いに力の関係を調整しあって釣り合い状態を保ちながら変化する。回路中を右往左往する電荷は、各瞬間瞬間を見れば力はつり合っており、電荷に働く合力は常に零であると見なせる。実際はごく僅かの力のバランスの崩れが電流や電位を変動させるのだが、各瞬間のそれらの変化を実現するために動く電気量は、回路全体を流れる電流の電気量に比較したら無視できるほど少量である。各瞬間の各部分の電位を実現するための電荷分布のやり直しに要する時間は、典型的な変動時間に比較したら無視できるくらいに短い時間におこなわれる。ここで起こっている事は、いくら時間的に変動する現象でも、各瞬間瞬間に於いては力の釣り合いが実現された定常状態であると見なせる。現象の各瞬間における電流や電圧の瞬時値について、回路はキルヒホッフの法則を満足する。1.回路例1授業で習うように、上記の回路に於いてソレノイドコイルの導線に生じる自己誘導の起電力Vは以下の様になる。コイル内に自己誘導によって生じる逆起電力の為に抵抗rに向かって流れようとする電荷はコイルによって堰き止められ、コイルの手前に溜まってしまう。これが電位差V(=E)を生み出し、その電位差に伴う電場Eによる力と逆起電力に伴う力が釣り合った状態でコイル内の電流は流れようとする。定まるコイル内の電界による力と大きさは等しく向きは逆である。