等電位線について

等電位線と電気力線とが互いに直行する理由
箔に円や三角形の穴をあけた場合、等電位線は穴の縁に垂直に、電気力線は平行になっている理由
わかる方いますか？よかったら教えてください!!
お願いします。

No.2 ベストアンサー 回答者： yokkun831 回答日時： 2008/11/18 09:30

>等電位線は穴の縁に垂直に、電気力線は平行になっている

逆ですね。等電位線は穴の縁に平行に、電気力線は垂直になります。
等電位線と電気力線が直交するのは、No.1さんの回答につきます。
加えて、導体内には自由電子がうじゃうじゃいるので外部電場に
よって移動して内部電場をゼロにします（静電誘導）。つまり導体
全体が等電位になるわけですね。したがって、導体の縁は等電位線
になりその間近で縁に平行になるのです。そしてまた、電気力線は
縁に垂直になるわけですね。

No.5 回答者： yokkun831 回答日時： 2008/11/18 21:11

私の読みが浅かったようです。

私の説明は，外部電場中に置かれた
箔に電流が流れていない場合にあけた穴の中の状態を述べたものです。
No.3，No.4さんからの，質問の意図にそうと思われるアフターに感謝
します。

No.4 回答者： htms42 回答日時： 2008/11/18 12:50

重力に対しては等重力面が存在します。

水平面というのが等重力面になります。重力の方向というのが鉛直方向です。鉛直方向は水平面に直交する方向です。
水平であるかどうかは水の移動が起こるか起こらないかで判断できます。

アルミ箔に電圧をかけた場合、テスターで電流の流れない２点を見つければその２つの点は等電位です。電流は等電位線に垂直な方向に流れています。
アルミ箔の両端に電極をつけた場合で調べると等電位線は箔の端に垂直になっていることが分かります。電流は箔から外に出ることができませんので縁に沿って流れます。これが縁に垂直になる理由です。

No.3 回答者： foobar 回答日時： 2008/11/18 11:47

等電位線は穴の縁に垂直に、電気力線は平行

これは、どんな条件での話か、にもよります。

(金属？）箔内で電流密度が0の静電的な状態なら、＃２さんがかかれているように、箔が等電位になるので、垂直並行が逆になります。

箔に電流を流して電圧降下の分布をみるようなことをやると、箔内にρiの電界が発生するので、箔が等電位になりません。
こちらの場合には、電界の方向は電流の方向と一致するので、絶縁物との境界では界面に沿った電界になります。

No.1 回答者： foobar 回答日時： 2008/11/18 05:54

等電位線方向の電界成分は（等電位なので）0、そのため、電界（電気力線）の方向と等電位線は直交します。