전기공학21 자기장에 대하여 전기공학-전자기학에선 크게 전기장에 대한 해석과 자기장에 대한 해석으로 나뉜다고 할 수 있습니다. 이 전기장과 자기장 사이에는 과연 연관성이 있을까요? 과학자들도 이 둘의 연관성을 찾는데 굉장한 어려움을 겪었습니다. 이전 까지는 포스팅 글에서 전기장에 대해서 이야기했었습니다. 이번 포스팅에서는 전기장이 아닌 자기장에 대하여 이야기를 해보겠습니다. 자기장과 전기장 1820년, 덴마크의 과학자 에르스텟은 도선에 흐르는 전류에 의해 자기장이 발생했다는 아주 놀라운 사실을 발표했습니다. 자기장의 방향은 도선과 수직이었고 도선의 축을 중심으로 원 모양을 이루었습니다. 에르스텟의 발견 이전에는 대부분의 과학자들은 전기와 자기는 서로 아무런 관련성을 갖지 않는다고 생각했습니다. 수 세기동안 과학자들은 전기장과 자기장.. 2023. 2. 14. 라플라스 방정식과 푸아송 방정식 지금까지는 포스팅에서 정지해 있는 전하 분포나 편극이 주어진 경우에 전기장을 구하는 방법을 배웠습니다. 이 전기장 E를 경우에 따라 고찰해보고, 구하는 방법에 대하여 지금까지 학습해왔습니다. 오늘 포스팅에서는 이 전기장을 구하는데 필요한 특수한 풀이법인 라플라스 방정식과 푸아송 방적식에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 특수한 풀이법의 필요성 편극이 주어지면 속박 분포전하를 구할 수 있습니다. 알고 있는 자유 또는 속박 전하분포가 어떤 대칭성을 가지고 있으면 가우스 법칙을 적용하여 전기장을 간편하게 구할 수 있습니다. 대칭성을 가지지 않은 임의의 전하분포의 경우에는 E를 곧바로 구하거나 전위 V를 먼저 구하고 이어서 -∇V를 계산하여 E를 쉽게 구할 수 있습니다. 그렇지만 도체들을 포함하고 있는 실제 정전기.. 2023. 2. 13. 유전체와 편극 지난 포스팅에서 유전체란 무엇인지와 편극된 유전체에 대하여 알아보았습니다. 이번 포스팅에서는 유전체와 편극에 대하여 더 깊이있는 고찰을 해보도록 하겠습니다. 편극벡터 유전체의 편극 상태를 나타내기 위해선 편극벡터 P(x, y, z)를 정의합니다. 어떤 특정한 점에서 P를 계산하기 위해 먼저 그 점을 둘러싸는 작은 부피∆v 를 만든 다음, ∆v 속에 존재하는 모든 쌍극자 모메트 pi를 벡터적으로 모두 더합니다. 그러면 편극벡터는 다음과 같이 나타낼 수 있습니다. 여기서 P를 편극 또는 단위부피당 쌍극자 모멘트라고 합니다. 정의에 의해 진공(자유공간) 속의 편극은 0이 됩니다. 바깥에서 걸어주는 전기장이 없으면 대부분의 유전체는 편극되지 않는데(P=0), 그 까닭은 쌍극자가 규칙적으로 배열되어 있거나 임의의.. 2023. 2. 12. 유전체란 무엇인가? 최근 포스팅에서는 전하와 도체에 대하여 이야기하였습니다. 전기자기학에서 전하와 도체에 대한 학습이 끝났다면, 그 다음 파트는 유전체 입니다. 이번 포스팅에서는 유전체에 대한 고찰을 해보도록 하겠습니다. 유전체 유전체란 전기적 유도 작용을 일으키는 물질들을 뜻합니다. 전기장 내에 전기의 절연체를 놓았을 경우 표면에 전하가 유기되는 현상이 있는데, 이런 관점으로 절연체를 다룰 경우 이것을 유전체라 합니다. 또한 표면에 나타나는 전하를 편극전하라고 합니다. 우선 이상적인 특성을 갖는 완전유전체에 대해 알아보면 나무, 유리, 백악(분필), 플라스틱, 고무, 종이, 석영, 증류수는 모두 완전유전체에 가까운 물질로 볼 수 있습니다. 완전유전체 속에는 분자와 분자 사이를 자유로이 움직일 수 있는 자유전하가 없습니다... 2023. 2. 11. 이전 1 2 3 4 5 6 다음
