안녕하세요, 오늘 다룰 내용은 전기력선 전속과 전속 밀도 전하밀도 관련 내용입니다.
지난 번에 다룬 전하와 전위 이어, 전기력선, 전속, 전속밀도 그리고 전하밀도에 대해서 나름대로 정리해서 설명 드리도록 하겠습니다.
1. 전기력선 과 전속
: 전기력선은 전하에서 나오는 전기의 힘을 가진 선으로서, 예를 들어서 태양을 하나의 전하라고 기준을 잡으면 지구에 미치는 전기의 힘을 가진 선이 전기력선이라고 생각하시면 됩니다.
▼ 아래 빨간색 라인이 전기력선이 나가는 것이라고 생각하시면 되고, 1C 당 약 1100억개의 전기력선이 발생한다고 합니다.
– 이렇게 많은 양의 전기력선이 발생함으로써, 측정하는 어려움을 개선하기 위해서 선속이라는 개념을 도입을 하였습니다. 전속의 정의는 아래와 같습니다.
▼전속의 정의 : 1C 당 발생하는 전기력선의 양을 1C 당 / 1 전속이 나온다고 정의한 개념 입니다.
위 개념을 통해서 분석을 해보면, 1C 당 발생하는 전속이 1C의 개수와 똑같기 때문에, 전속을 전하량, 전기량이라고도 말하기도 합니다. 간혹, 이런 혼선되는 단어 때문에 공부하는데 어려움을 겪기도 합니다. 그리고 추가적으로 전기력선은 발산만 할 뿐이지 폐곡선을 처럼 다시 돌아오지는 않습니다.
2. 전기력선의 개수
: 전속의 개념을 1C 당 발생하는 전기력선의 양을 1C 당 / 1 전속이 나온다고 정의하였습니다. 그럼 실제적으로 전기력선의 개수를 구하는 공식도 알고 있어야 하는데요. 전기력선의 개수를 구하는 공식은 아래와 같습니다.
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3. 전속밀도
: 그럼 전기력선과 전속에 대해서 설명을 드렸으니까, 전속밀도에 대해서 설명을 드리도록 하겠습니다. 일단 전속이라는 단어를 빼고 밀도라는 단어만 생각해보면, “어떤 특정단위 기준의 용량 or 개수” 를 밀도라고 합니다. 즉, 전속밀도라는 것은 어떤 면적에 대한 전속의 양을 나타낸다라고 생각하시면 됩니다.
▼ 즉, 넓이에 대한 전속의 양을 식으로 나타내면 아래와 같습니다. 그리고 단위는 “D” 라고 사용합니다. [ S= 4πr2 ]
– 전계와 연계해서 표현한 식 뿐만 아니라, 두 전하사이에 작용하는 힘 (F), 전계의 힘에 반대방향으로 행한 일 (V) 하고도 연계해서 표현하면 아래와 같습니다. 즉 공식을 그냥 무식하게 외우는게 아니고, 각각의 연관관계를 이해하면서 공식을 외우면 더 효율적으로 암기가 가능하다는 걸 말씀드리고 싶은 겁니다.
▼ 추가적으로 전하밀도에 대해서 설명 드리도록 하겠습니다. 전하 밀도는 크게 선전하 밀도, 면전하 밀도, 체적전하 밀도 이렇게 3개로 나뉘어 집니다. 이 세개를 나타내는 식은 아래와 같습니다. 참조 부탁 드립니다.
1) 선전하 밀도
: 단위 길이단 전하량 [C/m] 을 나타내는 수치
2) 면전하 밀도
: 단위 면적당 전하량 [C/m2] 을 나타내는 수치
3) 체적전하 밀도
: 단위 체적당 전하량 [C/m3] 을 나타내는 수치
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자 여기까지 하고 포스팅을 마치도록 하겠습니다. 지금까지 전기력선 전속과 전속 밀도 전하밀도 대해서 나름대로 정리하면서 포스팅을 작성하였습니다.
오늘은 혼선이 되는 용어들을 하나 하나 알아보는 시간을 가졌다라고 할 수 있을 만큼, 다 비슷 비슷한 의미를 가지고 있어, 공부할 때 헷갈릴 수 있는 가능성이 높습니다.
제 포스팅이 모든 정의를 다 자세히 다루지는 못했지만, 그래도 서로의 연관관계에 대해서 최대한 자세히 설명을 드릴려고 노력을 하였습니다.
혹 실수한 부분이나 부족한 부분이 있으면 코멘트 남겨주시면, 저도 성장하는 좋은 기회가 될 거 같습니다. 그럼 같이 공부하고 같이 성장하시죠! 감사합니다.
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