기사/공사필기 대칭인 다각형의 중심전위에 대해서 이해가 필요합니다.
작성자 센돌 · 작성일 · 분류 기사/공사필기
안녕하세요..
아래 질문자도 38p 44번 문제 6각형의 중심 전계가 '0' 이라는 것과 비교해서 질문을 한게 있는데
4각형의 각 꼭지점에 Q[C]의 점전하가 각각 있을 때
이 사각형 중심에서의 전위는 왜 '0'이 되지 않는지
자세한 설명을 부탁드립니다.
그리고, 이 문제의 경우 각 꼭지점의 전위는 어떻게 되는지도 설명해주시면 감사하겠습니다.
답변 3개
담당교수 ·
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.
센돌 ·
그런데, 문제가 메인화면의 교재질문방에서는 보이는데 다산공부방으로 들어가서 교재질문방으로 들어가면 보이지를 않는데요..
무슨 문제일까요? 질문 찾는데 한참 걸렸네요.. ^^
담당교수 ·
아무래도 해당 게시판에서 다른 게시판으로 이동됨에 따라 그렇게 보이셨을 수도 있을 것 같습니다.
질문하신 내용은 교재질문방 - 기사/공사필기 게시판에 작성되어야하나 다른 게시판에 작성이 되어있어서
기사/공사필기 게시판으로 이동하였습니다. 아무쪼록 즐거운 학습 되시길 바랍니다^^