PHYSICS/Electrodynamics (11) 썸네일형 리스트형 [Section 2] 자기장 경계조건 전자기학 목차 보기 [Intro] 전자기학 미리보기 Section 1 쿨롱의 법칙 전기장 가우스 법칙 전기장의 발산과 회전 전기적 포텐셜 푸아송 함수 경계조건 전기적 에너지 hookspedia.tistory.com 0. INTRO '전기장 경계조건'에서 면 전하 분포에서 전하는 그 면의 수직한 전기장성분에 대해서 전하량 만큼 불연속성임을 보였다. 마찬가지로 면 전류에서 자기장의 수평성분은 그 전류 만큼 불연속성을 보인다. 반대로 면 전류의 위, 아래의 수직성분 자기장은 연속적이다. 이 자기장의 경계조건에 대해서 알아보자. 1. 수평, 수직 성분 자기장 먼저, 다음의 무한히 얇은 면 전류, K가 다음과 같이 존재한다고 가정하자. 암페어의 법칙(Ampere's Law)를 고려하여 면전류 K의 특정 영역(그림.. [Section 2] 자기장 포텐셜 전자기학 목차 보기 [Intro] 전자기학 미리보기 Section 1 쿨롱의 법칙 전기장 가우스 법칙 전기장의 발산과 회전 전기적 포텐셜 푸아송 함수 경계조건 전기적 에너지 hookspedia.tistory.com 0. INTRO 전기장은 보이지 않는 실체라고 간주하기도 한다. 마찬가지로 자기장 또한 보이지 않는 실체라고 보는데, 이는 쿨롱의 법칙, 그리고 로렌츠 힘 법칙에 의해서 전하량이 힘을 받기 때문이다. 고전역학에서 힘을 벡터로 기술하면, 물체에 작용하는 힘과 그 이동거리에 따라 일(J)이 생기며, 일은 에너지로 간주한다. 이렇게 전기장에서의 포텐셜을 V로 정의하듯, 자기장에서의 포텐셜은 A로 정의한다. 1. 벡터 포텐셜, A 정상상태의 전류에서 전기장의 회전식은 0이다. 그리고 전기장은 V라는 .. [Section 2] 자기장 전자기학 목차 보기 [Intro] 전자기학 미리보기 Section 1 쿨롱의 법칙 전기장 가우스 법칙 전기장의 발산과 회전 전기적 포텐셜 푸아송 함수 경계조건 전기적 에너지 hookspedia.tistory.com 0. INTRO 전하의 흐름은 자기장을 형성한다. 이 전류가 정상상태일 때, 자기장은 비오 사바르의 법칙에 따라서 자기장의 크기와 방향을 정의할 수 있다. 자기장의 수식적 표현에 대해서 알아보자. 1. 비오 사바르의 법칙(Biot-Savart law) 비오 사바르의 법칙은 정상상태의 전류 I가 도선 dl에 흐를 때, 거리 벡터 η 만큼 떨어진 지점에 작용하는 자기장의 크기를 정의하는 식이다. 다음 그림과 같은 전류의 흐름과 지점 r에서 자기장을 정의한다. 이때 상수는 진공상태의 투자율(the .. [Section 2] 전류 전자기학 목차 보기 [Intro] 전자기학 미리보기 Section 1 쿨롱의 법칙 전기장 가우스 법칙 전기장의 발산과 회전 전기적 포텐셜 푸아송 함수 경계조건 전기적 에너지 hookspedia.tistory.com 0. INTRO 정전기학에서는 전하들이 고정되어 있고, 시험 전하가 특정 위치에서 놓이는 그 순간의 힘을 계산하였다. 마찬가지로 전하들이 일정하게 움직이고 있는 간단한 상황을 고려하여 자기장을 기술하는 것을 정 자기학(Magnetostatics)이라고 한다. 1. 전류(Current) 단위 시간당 도선을 지나는 전하량을 전류라고 한다. 전류의 단위는 A(Amperes)로 다음과 같이 정의한다. 전하가 선, 면, 그리고 부피 상태로 분포되어있음에 따라, 전류의 밀도를 정의한다. A. 선 전류 선.. [Section 1] 전기적 일 전자기학 목차 보기 [Intro] 전자기학 미리보기 Section 1 쿨롱의 법칙 전기장 가우스 법칙 전기장의 발산과 회전 전기적 포텐셜 푸아송 함수 경계조건 전기적 에너지 hookspedia.tistory.com 0. INTRO 전하들이 존재하고 그 주위를 또 다른 시험 전하가 이동하는 경우, 쿨롱의 법칙에 따라 전하를 움직이는데 힘이 든다. 고전역학에서는 그 힘과 이동한 거리의 곱으로 일을 표현하였다. 그렇다면 전하들의 이동하는 데 사용되는 일은 얼마나 힘이 들까? 1. 전기적인 일(Work) 고전 역학과 마찬가지로 전기적인 일 또한 힘과 이동거리의 곱으로 표현한다. 다음과 같이 a점에서 b지점까지의 거리를 선적분하여 일을 나타낸다. 전기적인 일을 시험전하 Q로 나누면, 두 지점이 이동하는데 필요한 .. [Section 1] 전기장 경계조건 전자기학 목차 보기 [Intro] 전자기학 미리보기 Section 1 쿨롱의 법칙 전기장 가우스 법칙 전기장의 발산과 회전 전기적 포텐셜 푸아송 함수 경계조건 전기적 에너지 hookspedia.tistory.com 0. INTRO 전자기학에서는 매우 얇은 평면을 가정하여, 면 전하 분포의 수직 한 전기장 선분은 늘 불연속 하다는 경계조건의 정리를 유도한다. 이 경계조건에 따르면 전기장의 수직 성분은 전하량만큼 불연속적이며, 수평 성분은 연속적이다는 의미를 가지고 있다. 1. 경계조건(Boundary Condition) 먼저, 가우스 법칙을 통해서, 균일한 면을 뚫고 나오는 전기장으로 전하의 존재를 예측 가능하다는 것을 알았다. 그렇다면 다음과 같이 ε 의 두께를 가진 면 전하를 상상해보자. 그리고 이 면.. [Section 1] 전하 분포에 따른 전위 전자기학 목차 보기 [Intro] 전자기학 미리보기 Section 1 쿨롱의 법칙 전기장 가우스 법칙 전기장의 발산과 회전 전기적 포텐셜 푸아송 함수 경계조건 전기적 에너지 hookspedia.tistory.com 0. INTRO 이전까지는 시험 전하와 다른 전하들을 점 전하로 가정하고 전위를 계산하였다. 전하를 연속적인 분포로 가정한다면 전위식은 적분 형태로 바뀐다. 전하가 연속적 분포로 존재할 때의 전위식을 알아보기 전에, 전하가 존재하지 않는 특수한 상황에서의 전위 식을 먼저 알아보도록 하자. 1. 전하의 존재 여부에 따른 전위 A. 푸아송 방정식(Poisson's Equation) 전위와 전기장의 관계식을 가우스 법칙을 나타내는 식에 대입함으로써 다음과 같은 식을 얻는다. 이는 전위를 알면 전하를.. [Section 1] 전위 전자기학 목차 보기 [Intro] 전자기학 미리보기 Section 1 쿨롱의 법칙 전기장 가우스 법칙 전기장의 발산과 회전 전기적 포텐셜 푸아송 함수 경계조건 전기적 에너지 hookspedia.tistory.com 0. INTRO 전기장은 회전을 하지 않는다. 따라서 전기장 벡터의 회전은 늘 0을 나타낸다. 회전이 0인 벡터는 스칼라 함수의 기울기와도 같은데, 이 스칼라 함수를 전위라 부른다. 전위에 대해서 알아보자. 1. 스토크스 정리 (Stoke's theorem) 회전의 기본정리인 스토크스 정리는 어떤 영역(면, S)에 대해서 스칼라 함수를 적분한 값과 그 경계를 나타내는 테두리(P)의 함숫값이 같다는 수학적 기본 정리이다. 수식적 표현은 다음과 같다. * 스토크스의 정리를 통해서 전자기학의 적분 .. [Section 1] 가우스 법칙 전자기학 목차 보기 [Intro] 전자기학 미리보기 Section 1 쿨롱의 법칙 전기장 가우스 법칙 전기장의 발산과 회전 전기적 포텐셜 푸아송 함수 경계조건 전기적 에너지 hookspedia.tistory.com 0. INTRO 전하의 존재 자체가 전기장의 존재를 의미한다. 이 전기장은 벡터로 나타내며, 그 벡터장은 전하를 중심으로 사방으로 뻗어나간다. 그렇다면 전기장을 알면 우리는 전하가 어디에 위치해 있다는 것을 알 수 있다. 전기장을 통해서 전하를 기술하는 방법을 알아보자. 1. 전기장의 크기와 전기 선속 (The flux of Electric Field) 전기장의 크기 먼저, 점 전하가 원점에 위치되어있다고 가정한다. 이때 전기장은 다음과 같은 장들의 선으로 나타낸다. 전기장의 크기는 이러한 장.. [Section 1] 전하 분포에 따른 전기장 전자기학 목차 보기 [Intro] 전자기학 미리보기 Section 1 쿨롱의 법칙 전기장 가우스 법칙 전기장의 발산과 회전 전기적 포텐셜 푸아송 함수 경계조건 전기적 에너지 hookspedia.tistory.com 0. INTRO 물리학에서는 힘의 방향과 크기를 벡터로 표시한다. 힘 벡터가 존재하면, 작용한 힘과 거리곱에 따른 일의 개념이 부여되며, 일의 개념은 에너지로 확장된다. 즉, 물리학에서 힘 벡터의 존재는 곧 그 물리계에서의 에너지가 존재할 수 있다는 것을 의미한다. 우리는 앞선 과정에서 점 전하의 위치에 따라서 힘이 작용한다는 사실을 배웠다. 그렇다면 그 물리계에서는 그에 힘에 따른 에너지가 존재할 것이다. 전기적 에너지에 논하기 전에 우리는 전기장의 실체에 대해서 파악해야 한다. 전기장이란 .. [Section 1] 전하의 힘 전자기학 목차 보기 [Intro] 전자기학 미리보기 Section 1 쿨롱의 법칙 전기장 가우스 법칙 전기장의 발산과 회전 전기적 포텐셜 푸아송 함수 경계조건 전기적 에너지 hookspedia.tistory.com 0. INTRO 우리가 사는 이 세상에는 물질이 서로 상호작용하게 하는 여러 종류의 힘이 존재한다. 그중 전자기학적 힘은 그 전하량에 따라서 물질에 영향을 준다. 실제로 복잡한 현실의 전자기적 상호작용을 단순화하고자 우리는 시간을 정지한 특수한 상황에서 상호작용을 알아본다. 그 시간이 정지한 특수한 상황을 우리는 정전 기학이라고 한다. 1. 절대 변위 물리학에서 거리는 벡터로 표현한다. 그 벡터는 관찰자에 따라서 그 위치가 달라진다. 즉, 벡터는 좌표계에 따라 상대적인 표현인 셈이다. 그 절대.. 이전 1 다음
