기사/공사필기 전기자기학 질문있습니다.
작성자 김동환 · 작성일 · 분류 기사/공사필기
1번
보존장의조건
인티그랄 E 도트 dl=0 에 스토크스의 정리를 적용하면
인티그랄 나블라 크로스 E ds=0 아닙니까?
2번
P38 44번문제를 보면 정육각형에서 전계는 서로 상쇄돼서 없어지는데
P53 3번문제를 보면 정사각형에서 전위는 상쇄돼지 않는건가요?
3번
콘덴서를 병렬로 연결하면 W=W1+W2인가요?
직렬로 연결하면 어떻게 되나요?
4번
p93 8번문제
변위전류가 왜 주파수와 관계가 있나요?
5번
p134 감자력에서
왼쪽에 N, 오른쪽에 S자극이 있으면
자성체 내부자계는 <-
감자력의 방향은 자성체의 자계와 반대니까 -> 아닌가요?
6번
P147 33번문제
기자력 F=NI=파이Rm이 식이 왜 키르히호프의법칙인거죠?
7번
쇄교자속은 코일을 통과하는 자속을 말하는건가요?
8번
p173 47번문제
전선과 대지사의의 인덕턴스값이 내부를 고려한 값인것을 어떻게 아나요?
답변 1개
담당교수 ·
1. 보존장이 성립하려면 폐회로를 일주할 때 전계가 하는 일은 "0"이어야 하며 이는 말씀하신대로 적용이 가능합니다.
2. 먼저, 전계의 정의와 전위의 정의를 비교해보겠습니다.
전계란, 대전체 주위에 전하를 놓았을 때 전기력이 작용하는데 이 전기력이 작용하는 공간을 말합니다.
p.38 - 44번 문제에 따르면 정육각형의 정점에 Q[C]의 전하를 놓았다고 했고,
이때 전계는 여러 전하로부터 발산의 형태로 뻗어나가며,
결국 중심에 있어서는 반대편의 정점의 전계와 크기는 같고 방향이 반대이므로 상쇄되어 중심에서의 전계는 0이 됩니다.
(정삼각, 정사각, 정오각, 정육각.... 등)
다음 p.53 - 3번 문제보시면, 중심에서의 전위를 물어보고 있습니다.
그런데 여기서 전위란, 전계 내에서 단위 양전하(+1C)를 전위가 0인 점에서 점 P까지 운반하는데 필요한 "일"을 말합니다.
또한 전위는 '전계의세기 × 옮기는 거리' 로 구할 수 있으며,
이것을 3번 문제에 적용시켜보면 각 꼭짓점별로 +10^(9)C의 점전하가 총 4개 있고,
결국 중심에서의 전위라는 것은 각 점전하별로 중심까지 옮기는 데 필요한 일이라고 할 수 있습니다.
따라서 전계처럼 상쇄되는 것이 아닌, 각각의 경우를 다 더해주는 것입니다.
교재의 경우는 이러한 다 더해주는 것을 고려해서 유도된 식을 사용해 해설에 나타냈습니다.
추가적으로 각 꼭짓점의 전위는 V = 10^(-9) / 4πε = 9V 가 됩니다.
따라서 중심에서의 전위는 9+9+9+9 = 9×4 = 36V인 것입니다.
3. 콘덴서의 접속과는 관계없이 병렬과 직렬에서 모두 W = W1 + W2 로 에너지를 구합니다.
다만, 개개의 에너지를 구하는 과정에서 차이가 있습니다.
병렬접속에서는 전압이 같고 전하량이 정전용량에 비례하여 분배되며,
직렬접속에서는 전하량이 같고 전압이 정전용량에 반비례해서 분배됩니다.
4. 번위전류 id =dD/dt = ε · dE/dt 이며 이를 결국 시간에 대해 미분하면 jωεE가 됩니다.
5. p.134 그림 보시면 자계가 왼쪽에 N, 오른쪽 S극이 형성되어있고,
이는 다시 안쪽의 자성체의 왼쪽에 S, 오른쪽에 N극이 형성되고, 자성체 내부의 자계는 S->N 이며,
결국 감자력이라고 하는 것은 자성체의 자계의 반대이므로 N->S가 됩니다.
6. 전기회로에서의 기전력은 자기회로에서의 기자력과 대응됩니다.
기자력은 결국 자기회로를 돌아 NI의 기자력을 줄 수 있는 것으로 이는 자기회로에서의 키르히호프의 법칙이라고 할 수 있습니다.
7. 네, 맞습니다. 코일에서 자속이 같은 방향으로 관통하는 것을 뜻합니다.
8. 문제에서 별도의 언급은 없었지만, 보기의 형태로보아 내부인덕턴스를 고려한 것임을 알 수 있습니다.
※ 조금 번거로우실 수도 있겠지만, 게시글 당 질문의 수를 4개 정도로 나타내주시면 감사드리겠습니다.
보다 좋은 답변을 드리기 위함이니 양해부탁드립니다. 항상 파이팅하시길 바랍니다~^^