Physics 포스팅
Doyeon0430 | 2023년 09월 17일
이번시간에는 전자기학에서 전기력과 전기장에 대한 개념을 소개하겠습니다.
전기력과 전기장은 전자기학의 기본적인 개념이며 다양한 분야에서 사용되고 있습니다.
그럼 지금부터 전기력에 개념과 용어, 성질 등을 다루며 포스팅을 시작하겠습니다.
전자기학 수업에서 자주 사용되는 용어들을 정리해봤습니다.
전하 : 양성자와 전자가 가지고 있는 최소한의 단위이며 C(쿨롬)으로 표기
전하량 : 물체 또는 입자가 띠고 있는 전기의 양
대전 : 물체가 전하를 띠는 현상
도체 : 구리, 알루미늄, 은 등으로 대전이 되는 물질
절연체 : 유리, 고무, 마른 나무 등으로 대전이 안되는 물질
반도체 : 도체와 절연체의 특성 사이인 물질
인력 : 서로 당기는 힘
척력 : 서로 미는 힘
1. 같은 종류의 전하는 밀어내고 다른 종류는 당깁니다.
2. 고립계 내의 알짜 전하는 항상 보존됩니다.
3. 물체가 가진 전체 전하는 기본전하 e의 정수배로 양자화 되어 있습니다.
쿨롱의 법칙은 두 점전하 사이의 전기력을 구하는 공식입니다.
전기장은 전하를 띤 물체가 다른 물체에 미치는 전기력의 원천을 설명합니다.
쿨롱의 법칙은 대전된 물체간에 작용하는 전기력을 측정하는 법칙입니다.
두 전하 사이의 거리가 가까워지면 두 전하 사이에 작용하는 힘은 커지고
두 전하 사이의 거리가 멀어지면 두 전하 사이에 작용하는 힘은 작아집니다.
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F는 두 전하 사이에 작용하는 힘의 크기입니다.
ke는 쿨롱 상수로 값은 8.9876 X 109 N · m2 / C2입니다.
q1은 첫 번째 전하 크기이고 q2는 두 번째 전하 크기입니다.
r은 두 전하 사이의 거리입니다.
전기장이란 전하를 띤 물체 주변에 형성되는 힘의 장을 의미합니다.
표기는 E이며 SI 단위는 N/C인 크기와 방향을 갖는 벡터량입니다.
전기장은 원천 전하인 대전된 물체의 주변 공간 영역에 존재합니다.
시험 전하인 다른 대전된 물체가 전기장에 들어가면 시험 전하는 전기력을 받습니다.
E의 방향은 양(+)의 시험 전하가 전기장에 놓여 있을 때 받는 힘의 방향과 같습니다.
여기서 시험 전하는 양전하만 사용하기로 약속되어 있습니다.
시험 전하 q0로부터 r만큼 떨어진 곳에 점전하 q가 있다면 위와 같은 공식을 쓸 수 있습니다.
각각의 식은 전기장의 세기를 구하는 데 사용되며 다른 개념을 기반으로 합니다.
전기력선은 전기장 모양을 시각화하기 위해 방향과 세기를 나타낸 선입니다.
전기력선에 수직인 면을 지나는 단위 넓이당 전기력선의 수는 그 영역의 전기장의 크기에 비례합니다.
예를 들어 전기력선이 조밀한 곳에서는 크고 소한 곳에서는 작습니다.
1. 양전하에서 시작하고 음전하에서 끝나야 합니다.
2. 양전하에서 나오거나 음전하로 들어가는 전기력선의 수는 전하 크기에 비례합니다.
3. 두 전기력선은 교차할 수 없습니다.
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양전하에서 나온 수와 음전하에서 나온 수는 일치합니다.
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전하량이 같아서 동일한 수의 선들이 나가며 가운데 C 영역은 전기력선이 없습니다.
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양전하에서 나온 전기력선의 반만이 음전하로 도달하고 나머지는 무한히 먼 곳으로 갑니다.
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