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기사/공사필기
동심구외부에 전하두면 내부에 대전전하 생기는지요
- 작성자
- 성구
- 작성일
- 2021-08-23 16:17:01
- No.
- 132720
- 교재명
- 전기자기학
- 페이지
- 번호/내용
- 강사명
동심구외부에 전하두면 내부에 대전전하 생기는지요 내부에 전하두면 동심구 외부에 대전 전하가 생기는 것은 이해 합니다 왜 외부에만 전하두면 동심구 내부에는 대전전하가 안생기는지 이해가 안돼요 이재현 원장님 강의에서 동심구 파트
Q라는 전하를 주었을 때 그 전체의 전하의 대수합은 Q가 되는 것입니다. A에 전하 Q를 주면 B 안쪽에는 (-Q), 바깥쪽은 (+Q)가 되어 외부에서 보면 전체 전하는 Q가 되는 것입니다.
다른 상황을 예로 들면, B에 Q를 주었을 때, Q에 (-Q)가 유도되면 전체 전하는 (0) 되게 됩니다.
무한한 원점 또는 접지점의 전위는 0 전위 입니다.
그렇지 않을경우 Q 전하에 의한 전위가 존재하게 됩니다.
도체 내에는 전하가 존재하지 않으므로 전계가 0이 됩니다.
A는 접지되어 있다라고 보시면 되겠습니다.
해당 영상을 참고해주시면 감사하겠습니다.
https://www.youtube.com/watch?v=qe7KOGVLUAU
영상 참고 후 질의 내용이 있다면 질문해주시면 감사하겠습니다.
A에 전하를 주면 동심구 외부에 대전전하가 생기는 이유는 다음과 같습니다.
A에 전하 Q를 주게 되면 B의 안쪽에는 -Q가 바깥쪽에는 +Q가 되어 전체 전하는 외부에서 보았을 때 Q가 되는 것 입니다.
조건 1을 통해 정리를 해보겠습니다.
조건 1) A=Q, B=0
B도체에는 전하 대수합이 0 입니다.
+,-가 불규칙적으로 배열되어 있다가 A=Q를 주게 되면 -전하는 A쪽으로 +전하는 바깥쪽으로 모이게 됩니다.
조건 2를 통해서 B에 Q를 주었을 때, B도체 표면이+Q가 되는 이유를 말씀드리겠습니다.
조건 2) A=0, B=Q
A도체의 표면은 1개 뿐입니다. A도체에 전하가 0 이라는 것은 표면전하가 0을 의미합니다.
B도체는 유도전하가 아닌 진전하 이므로 표면에 +Q 전하가 존재하게 됩니다.
(이때, 진전하란 정전유도에 의하지 않고 실제로 물체 등에 대전한 전하를 의미합니다.)
조건 2)의 첫번째 설명줄을 보시면 "A도체의 표면은 1개 뿐입니다. A도체에 전하가 0 이라는 것은 표면전하가 0을 의미한다."라고 되어있습니다.
즉, 외부에서 보았을 때 A의 표면전하는 애초에 0이므로 B에 Q를 주었을 때 B표면에는 +Q만 존재하게 됩니다.
이와 마찬가지로
조건1)일 때, E1=E2가 성립됩니다. (E1은 A도체 중심부터 B도체 바깥쪽까지 전계의 세기, E2는 A도체 중심부터 A도체와 B도체 임의의 점까지 전계의 세기)
하지만,
조건 2)에서 E1=Q/4파이*엡실론*r^2 이며, (E1은 A도체 중심부터 B도체의 바깥쪽까지 모든 Q를 포함하기 때문입니다.)
E2=0이 됩니다. E2는 A도체 중심부터 A와 B도체 사이의 전하를 가지기 때문에 Q값이 0이 됩니다. (A도체 중심부터 A도체와 B도체 사이의 Q값이 0이므로)