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앙페르의 법칙(Ampere's law): 전류와 자기장 사이의 양적인 관계를 나타내는 법칙 프랑스의 물리학자 앙페르(Andre-Marie Ampere, 1775~1836)가 고안한 수학적 기법에서 출발한 법칙 앙페르 회로 법칙이라고도 불리며, 전류와 자기장의 관계를 설명한다. ​ 앙페르 법칙 Ampere's Law 자기력선의 핵심적인 특징 중 하나로 자기력선은 시작과 끝이 없으며 고리형태를 이룬다. 고리를 이루는 자기력선에 대해 자기장은 일정한 크기를 가진다. 긴 직선 도선이 만드는 자기장의 크기는 전류에 비례하고 거리에 반비례한다. ​ 이 자기장의 크기 B는 다음과 같은 식을 따른다. 물리량[그림 1] r: 자기장과 직선도선 사이의 거리, 자기력선 루프의 반지름 I: 도선에 흐른 전류 [그림 2]와 같..

비오-사바르 법칙 Biot-Savart Law 프랑스의 두 물리학자 비오(Jean-Baptiste Biot, 1774~1862)와 사바르(Félix Savart, 1791~1841)가 외르스테드의 발견(1819) 직후, 전류가 근처 자석에 미치는 힘에 관한 실험을 수행했다. 발견: 공간의 한 점에 전류에 의해 만들어지는 자기장을 전류의 함수로 표현 물리량[그림 1] d(벡터 B): 미소 자기장 I: 정상전류 조건 d(벡터 s): 도선의 길이 요소 r: 도선의 한 지점과 측정하고자 하는 자기장이 있는 위치 사이의 거리, [그림 2]에 따라, [그림 1]의 위쪽 P에서는 자기장이 지면을 '나오는 방향'으로 형성되는 반면, 아랫쪽 P는 지면을 뚫고 자기장이 '들어가는 방향'으로 자기장이 형성된다. 비오와 사바..

자기력(magnetic field force, magnetic force): (1)자석에 존재하는 자극(N극, S극) 간의 인력과 반발력, (2)자기장 내 임의의 다른 운동을 하는 전하가 받는 힘, 또는 전하 움직임에 따른 전류가 받는 힘 ​ [그림 1]과 같이 두 영구자석을 직선 상에 놓았을 때, 같은 극끼리는 반발력을 보이는 반면, 다른 극끼리는 인력의 상호작용을 한다. ​ 자석끼리 서로 작용하는 자기력의 공식은 아래와 같다. 물리량 p_1: 1번 자석의 자극 세기 p_2: 2번 자석의 자극세기 d: 두 자석 사이 떨어진 거리 H_n: n번 자석에 의한 자극의 세기(자기장 세기) ​ 자기장 내 속도를 가진 입자에 작용하는 자기력 한편 공간의 어떤 점에서 자기장은 움직이는 시험전하에 대해서도 자기력을 ..

자기력선은 자기장의 힘을 나타내는 가상의 선으로 철가루를 자석 주위로 뿌렸을 때 [그림 1]과 같은 형태로 자기력선이 나타난다. 자기력선 Magnetic Field Lines 자기력선은 [전자기학_05. 전기장 1]에서 학습한 전기력선과 매우 유사한 특징을 공유한다. https://blog.naver.com/sortie0228/223215909717 [물리학-전자기학] 05. 전기장 1 | Electric Field (1) 장 이론 장(field) 정의 1: 공간에서의 위치, 시간 등에 따라 그 성질을 달리하는 물리량 정의 2: 공간의 ... blog.naver.com ​ 균일한 자기장 내에서 자기력선은 서로 평행하며, 서로 간에 교차하지 않는다. 자기력선의 방향 자석에 의한 자기력선의 방향은 N극에서 ..

자석 Magnets 자석(magnets): 자성을 지닌 물체로, 자성이란, 자기적인 성질을 의미한다. (1)자연자석과 (2)인공자석으로 크게 구분되며, 자연자석으로는 대표적으로 자철석이 있다. 자철석(magnetite): 철광석 중 일부로 모든 광물 중에서 가장 자성이 강한 것이 특징이다. 심지어 생물 내부에도 광물 원소들의 조합으로 자철석이 생성(produced)되는데, 대표적으로는 철새의 몸 안에 든 자철석으로 인해 방향을 감지할 수 있게 한다. 'magnet'은 인류 역사상 자철광의 최초 발견지인 투르키예의 마니사(Manisa, Magnesia)[그림 1]로 부터 그 이름이 유래되었으며, 고대 로마의 박물학자 플리니우스 세쿤두스(Gaius Plinius Secundus, 23-79)의 저서 『박물지..

이번 챕터에서는 [전자기학_26. RC회로]에서 배운 RC회로의 특징을 다시 정리하고, 시상수에 대해서 좀 더 알아보도록 한다. https://blog.naver.com/sortie0228/223268922292 [물리학-전자기학] 26. RC 회로 | RC Circuits RC 회로(RC circuits): 축전기(C), 전지, 그리고 저항(R)을 직렬로 연결했을 때 직류회로 저항기와 ... blog.naver.com RC 회로의 특징 Features of RC Circuits 직류가 흐르는 RC 회로는 크게 (1)충전과 (2)방전의 단계로 구분하고, 이는 회로도로 표현하면 각각 다음과 같다. ​ 충전단계[그림 1] 회로는 전지, 저항, 그리고 축전기(콘덴서)로 구성되어 있다. 전지의 기전력에 의해 저..

RC 회로(RC circuits): 축전기(C), 전지, 그리고 저항(R)을 직렬로 연결했을 때 직류회로 저항기와 축전기로 구성되어 있음 두 소자는 직렬로 연결되어 있음 전지에 의해 축전기는 충전과 방전의 단계를 거친다. [그림 1]에서 왼쪽 그림은 스위치에 의해 회로가 연결되기 전의 RC 회로를 뜻한다. 이때 스위치를 A지점에 연결시키면, 전류는 [그림 1]의 오른쪽 그림과 같이 흐르는데, 이때 축전기는 '충전'된다. RC 회로의 충전 Charging a Capacitor RC회로에서 축전기의 충전 단계를 분석하면 다음과 같다. ⇒ 키르히호프의 법칙을 적용 [그림 2]는 분기점이 없는 RC회로로 전류의 방향을 위와 같이 임의로 설정할 수 있다. 다음 폐회로에 travel을 시계방향과 같이 그린다. ​ ..

지금부터는 본격적으로 저항기의 (1)직렬 연결과 (2)병렬 연결을 계산할 수 있는 키르히호프 규칙을 알아본다. 다만, 이에 앞서 [전자기학_19. 전자전기회로]에서 배운 직렬연결과 병렬연결의 차이를 복습하면 아래와 같다. ​ https://blog.naver.com/sortie0228/223237104903

[전자기학_24. 키르히호프 규칙]에서 간략히 배웠던 규칙을 몇 가지 예제를 통해 실제 쓰임을 확인하자. https://blog.naver.com/sortie0228/223268265968 [물리학-전자기학] 25. 적용: 키르히호프 규칙 | Application: Kirchhoff's Rule [전자기학_24. 키르히호프 규칙]에서 간략히 배웠던 규칙을 몇 가지 예제를 통해 실제 쓰임을 확인하자. 분... blog.naver.com 분기점 법칙 Junction Rule 키르히호프 규칙에서 제1법칙은 분기점 법칙으로 전기회로에서 임의의 분기점으로 흘러들어가는 전류와 나가는 전류의 총합은 항상 일정[그림 1]하며, 이를 모두 더한 총합은 항상 0이다. 위와 같은 그림을 예로 들자면, 분기점 법칙을 활용해 ..

​ 드루드의 전기전도모형이란, 독일의 물리학자 폴 드루드(Paul Drude, 1863~1906)가 금속 내의 전기 전도를 고전역학으로 해석한 모델로 전기전도의 고전적 모형으로 인정받고 있다. ​ 규칙적으로 배열된 원자와 전도 전자인 자유전자로 이루어진 도체 드루드는 전류를 전기적 특성을 가진 입자(이온)의 움직임으로 가정하여 도체를 '전하입자'가 움직이는 길로 간주하였다. 그가 제시한 모델의 전제는 다음과 같이 요약할 수 있다. (전하입자는 현대적 해석을 도입하여 편하게 자유 전자로 설명하겠다.) 전기장이 없을 때 전도 전자들은 도체 내를 마구잡이로 움직인다. ⇒ 전자들은 용기 속에 갇힌 기체분자의 움직임과 매우 유사하다. 반면 전기장이 걸리면 자유전자는 전기장과 반대 방향으로 움직인다. ⇒ 전자는 전..