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전하 분포에 따른 가우스 법칙 Applications to Charge Distributions 가우스 면의 설정에 따라 가우스의 법칙은 다양한 결과 식을 갖는다. 주어진 대칭성에 의해 전기장의 크기가 일정한 크기의 상수가 되는 경우 전기장의 방향과 면 법선의 방향이 평행하는 경우, 스칼라곱은 EA이다. ⇒ cos0=1 전기장의 방향과 면 법선의 방향이 수직하는 경우, 스칼라곱은 0이다. ⇒ cos90=0 전기장이 가우스면 상에서 0이 되는 경우 ​ 가우스 법칙으로 표현한 일정한 크기의 전기장 ■ 도체 구 전하분포 도체 구 전하분포의 전기장을 가우스 법칙으로 계산해보자. ​ 구 외부, 한 점에서의 전기장 크기[그림 2] ■ 물리량 Q: 가우스면에 속한 구체의 전하로 (부피전하밀도)x(부피)의 식을 만족한..

연속전하분포 Continuous Charge Distribution 연속전하분포(continuous charge distribution): 수많은 전하 사이의 거리가 전기장을 구하고자 하는 점(P)까지의 거리에 비해 매우 가까운 경우의 연속적인 전하체 Δq: 전하체의 작은 전하요소(미소전하요소, charge element) ​ 미소전하요소에 의한 전기장 미소전하요소가 모인 전하체의 총 전기장은 시그마 기호(∑)를 이용해 다음과 같이 표현할 수 있다. ​ 전하체의 전체 전기장 전하분포가 연속적이므로 Δq_i→0인 극한에서 P의 전기장은 다음과 같이 계산된다. 연속전하분포의 전기장 ■ 의미: 연속전하분포의 총 전기장으로, 적분구간은 전체 전하분포영역이다. ​ 전하는 (1)선, (2)면 및 (3)부피에 분포할..

장 이론 Theory of a Field 장(field) 정의 1: 공간에서의 위치, 시간 등에 따라 그 성질을 달리하는 물리량 정의 2: 공간의 모든 점에서 정의되는 물리량으로 어떠한 물리량 f가 일정한 공간영역에 걸쳐 그 공간 내의 위치함수로 주어졌을 때의 해당 영역 ⇒ 공간 자체를 물리적 실체로 간주하는 내용으로 영국의 물리학자인 패러데이(Michael Faraday, 1791~1867)가 전기와 자기를 연구하면서 역선의 개념을 도입하면서 시각적으로 이해되기 시작했다. 장의 두 가지 종류 스칼라장(scalar field): 스칼라량 위치함수 영역, 공간 내의 각 점이 크기를 나타내며 분포함 e.g. 온도장, 밀도장, 압력장 등 벡터장(vector field): 벡터량 위치함수 영역, 공간 내의 각 ..

전기선속 Flux of Electric Field Intensity 전기선속(전기다발, flux of electric field intensity): 전기력선 다발 또는 집합 전기선속은 어떤 면을 통과하는 전기력선의 개수에 비례한다. 전기선속 내 실질적인 전기력선의 개수를 기호로 φ_E라 쓴다. 전기선속과 전기선속에 수직한 면의 면적[그림 1]을 통해 전기장 크기를 아래와 같은 수식으로 작성할 수 있다. ​ 전기장 크기 ■ ​ 물리량 φ_E: 전기력선의 개수 A_⊥: 전기력선에 수직한 면의 면적 ​ 전기장이 강한 영역에서 전기력선은 높은 밀도를 갖는다. ​ 전기장 크기 식을 통해 전기선속의 공식을 또한 쉽게 유도할 수 있다. ​ 전기선속 ■ 의미: 전기선속은 전기장의 크기와 전기력선이 지나간 전체 면적에..