Ｑ１．直流と交流は，どう違いますか。 Ａ１．直流は，電圧が一定で，流れる電流も同じ方向に流れ続けます。身近な例は，１．５Ｖの乾電 池です。雷の雲の電圧もほぼ直流の電圧と考えられます。 これに対して，送電線や配電線の電圧，電流は，直流もありますが（直流送電）たいてい交流で す。 交流は，時間とともに（通常は正弦波状に）電圧が正から負，負から正の変化をくり返します。 このために，空間の電界も電圧の変化に応じて，大きさと向きが変わります。 交流の電流も流れる方向と大きさが，やはり時間とともに変化します。電流の変化に応じて，電 流で発生する磁界も大きさと向きが時々刻々変化します。
Ｑ２．電界や磁界は，どうして発生するのですか。
Ａ２．電界は，電荷から生じるものと磁界の変化から生じるものがあります。
まず，電荷から生じる電界は，導体に電圧を印加する（与える）と，導体の表面に電荷が現れ，
この電荷が電気力線を発生させて空間に電界を作ります。
磁界は，電流によって発生します。電流が流れると電流の経路を取り囲むような磁界が，生じま
す。（永久）磁石は，電流が流れているようには見えませんが，原子や分子のような小さい領域の
多数の電流の作用が，重ね合わさって磁界を生じているのです。
一方，磁界が（時間とともに）変化すると，変化の早さと磁界の大きさに対応した電界を発生し
ます。もし，この磁界中に導体があるとその磁界の変化を妨げるような性質の電流が，導体中を流
れます。この電流を「うず電流」といいます。（ロのＡ１）
Ｑ３．電界や磁界の大きさはどのように表すのですか。
Ａ３．電圧の大きさは，Ｖ（ボルト）で表しますが，乾電池の１．５Ｖ（直流）や家庭に来ている電
気の１００Ｖ（交流）などでおなじみの単位です。電界の大きさは，電圧を距離で除したＶ／ｍと
いう単位で表します。
電流の大きさは，Ａ（アンペア）で，また物体の中の電流の通り難さは，抵抗といい，Ω（オー
ム）という単位で表します。電流と抵抗を掛けると電圧になります。
磁界の大きさは，Ａ／ｍで表しますが，磁束密度という量を単に磁界ということが多く，Ｔ（テ
スラ）という単位で表します。Ｇ（ガウス）という単位もよく用いられますが，１０４Ｇ（１万ガ
ウス）が１Ｔです。
Ｑ４．電磁界と電磁波は同じものですか。
Ａ４．電磁界は，一般的に電界と磁界を総称して言っています。電磁波は，電界と磁界が一定の大き
さを保ちつつ相伴なって空間を進む波です。
電磁波は，波の振動数（周波数）あるいは波長で分類されますが，振動数（周波数）と波長を掛
けると光の速度（３×１０８ｍ／秒）になります。電磁波には，振動数の高い（波長の短い）方か
ら順に，ガンマ線，Ｘ線，紫外線，可視光線，赤外線があり，さらに放送や通信に用いられる各種
の電波があります。波長が，１×１０５ｍ以下（振動数が３×１０３Ｈｚ以上）の電磁波と主な利用
をまとめて下表に示します。
家庭に来ている電気，すなわち商用周波数（５０Ｈｚや６０Ｈｚ）の電磁界も原理的には電磁波
の一種ですが，５０Ｈｚでは波長が６，０００ｋｍ，６０Ｈｚでは５，０００ｋｍにもなります。
従ってこのような商用周波数の電磁界（の作用）を考えるときは，電界と磁界が相伴なって進行す
る波ではなく，電界と磁界を別々に（分離して）扱います。
なお商用周波数は周波数で分類すると極低周波（ＥＬＦ：extremely low frequency）に属します。
ＥＬＦは，一般的には３００Ｈｚ以下の範囲ですが，しばしば３ｋＨｚ以下の周波数を指すことが
あります。
| 名 称 | 波長（ｍ）［振動数（Ｈｚ）］ | おもな利用 | |
|---|---|---|---|
| 電 波 | |||
| 超長波（ＶＬＦ） | 1×105〜1×104［3×103〜3×104］ | ||
| 長波 （ＬＦ） | 1×104〜1×103［3×104〜3×105］ | 船舶・飛行機の通信 | |
| 中波 （ＭＦ） | 1×103〜1×102［3×105〜3×106］ | 国内のラジオ放送 | |
| 短波 （ＨＦ） | 1×102〜1×10 ［3×106〜3×107］ | 遠距離のラジオ放送 | |
| 超短波（ＶＨＦ） | 1×10 〜1 ［3×107〜3×108］ | ＦＭ放送，テレビ放送 | |
| マイクロ波 | 1 〜1×10-4［3×108〜3×1012］ | ＵＨＦテレビ放送，レーダ， 電話中継，携帯電話， 気象衛星 | |
| 赤 外 線 | 1×10-4〜7.7×10-7 | 赤外線写真，暖房乾燥 | |
| 可 視 光 線 | 7.7×10-7〜3.8×10-7 | 光学器械 | |
| 紫 外 線 | 3.8×10-7〜1×10-10 | 殺菌，化学作用の利用 | |
| Ｘ 線 | 1×10-9〜1×10-12 | Ｘ線写真，医療 | |
| ガ ン マ 線 | 1×10-11以下 | ガンマフィールド，厚さ計， 照射食品，医療 |
Ｑ５．自然界の電磁界にはどんなものがありますか。 Ａ５．自然界には次のような色々の種類の電界や磁界が存在します。 1）電界 a. 大気電界 b. 雷雲，雷放電（落雷） c. まさつ帯電など各種の帯電 2）磁界 a. 地磁気 b. 磁石 c. 落雷による磁界
Ｑ６．前問の電磁界について説明して下さい。 Ａ６．まず，屋外の大気中には，常に大地に垂直な方向の電界が存在します。この電界は,「大気電 界」あるいは「大気電場」と呼ばれ，正極性（電界は地球に向かう方向）です。大気電界の値は， 大気の状態，場所，時刻によって大いに変わりますが，晴天時で８０−１８０Ｖ／ｍ，すなわち１ ｃｍあたり約１Ｖ（ボルト）です。 雷雲の電圧は１億Ｖのオーダで，このため地上付近は通常の大気電界よりはるかに高い値になり ます。１０〜２０ｋＶ／ｍから最大で３０ｋＶ／ｍにもなるので，晴天時より２〜３けた大きくな ります。山登りの際雷雲のため頭の毛が逆立って先端から火花の発生することがありますが，これ は，相当に危険な状況です。 正と負の電荷が，まさつなど色々な原因で分離すると帯電が起こり，その結果種々の静電気現象 が発生します。プラスチックの薄板をこすると紙片が吸い付けられる現象，冬の乾燥した日に，じ ゅうたんで帯電した後，ドアの把手に触れたときのショック，セータやシャツを脱ぐときのパチパ チという音，などです。じゅうたんによる帯電の電圧は，帯電防止がされていないと１０ｋＶ（１ 万Ｖ）にもなることがあります。 地球は一つの大きな磁石になっていて磁針が南北の方向を向くことで良く知られていますが，身 の周りに磁界（地磁気）が存在します。地磁気の原因は，地球内部の３，０００度を越す高温領域 で鉄やニッケルが溶けた状態になっているコア（核）部分に流れる電流です。西向きに数１０億Ａ （アンペア）の大電流が循環していると考えられています。その結果，地磁気の大きさは赤道付近 では約３００ｍＧ（ミリガウス）（１ｍＧは０．１μＴ），北極や南極では約６００ｍＧです。日 本では，ほぼ北方向（わずかに西向き）で，約５００ｍＧです。また水平方向より下向きに約５０ 度（伏角）傾いた方向です。 雷雲には磁気はありませんが，雷の放電で電流が流れると磁界が発生します。落雷の電流は，数 １０ｋＡ（数万Ａ）から最大２００ｋＡ（20万Ａ）にも達しますが，その近くでは過渡的に大きな 磁界を生じます。