物理学はニュートン力学や電磁気学、量子力学、相対性理論など、様々な分野に分けることができます。これらのうち、送配電工学になじみがあるのは電磁気学です。ニュートン力学において運動方程式という普遍の式があるように電磁気学にも根底となる式があります。それがマクスウェル方程式です。

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ファラデーの法則

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１つ目の式は磁束により生じる電場との関係を示しています。左辺はrot Eと書くこともでき、電場Eの渦度を表します。したがって、右辺の磁束Bの時間変化に従ってその周りに電場Eが誘起されることを表しています。なお、プラスが右ねじの方向なのでマイナスがついていることから、左手を握って親指を立てたとき、親指の方向を磁束Bの方向とすると、他の指の向きに電場Eが生じることになります。

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アンペールの法則

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２つ目の式は電束により生じる磁場との関係を示しています。先ほどと同じく左辺は磁場Hの渦度を表します。まず、右辺第２項に示されているように電流Jが流れると、その周りに磁場Hが生じることを表しています。さらに、電流が流れていなかったとしても右辺第１項のように電束Dの時間変化が存在する場合は、それに従ってその周りに磁場Hが誘起されます。なお、こちらでは右手を握って親指を立てたとき、親指の方向を電流Jおよび電束Dの方向とすると、他の指の向きに磁場Hが生じることになります。

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電束に関するガウスの法則

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３つ目の式は電束の発生源についての式です。左辺はdivDと書き換えることもでき、電束Dがどの程度発生しているかを表します。つまり、ある電荷ρが存在する場合、その周りでは放射状に電束Dが生じます。正の電荷が存在する場合、そこからは外向きに電束が生じ、負の電荷が存在する場合にはその電荷に向かって電束が生じます。

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磁束に関するガウスの法則

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４つ目の式は磁束の発生源についての式です。左辺は先ほどと同様、磁束Bがどの程度発生しているかを表します。これが０ということは、ある閉局面を考えた場合に入っていく磁束の本数と出ていく磁束の本数が等しいという事を表しており、また、電束のように正の磁荷や負の磁荷が単体で存在しえないという事を表しています。