전기자기학\정전에너지[J]&체적당 에너지의 크기[J/M^3]

지금은 영상전하를 하고 있다. 이제 문제를 풀어야 하는데...

우선 정전에너지와 체적당 힘의 크기를 함 풀어보자.

 

사실 이 정전에너지 자체는 그닥 어렵지 않다.

출처 : [Lv1] 3장. 도체계 ② 합성정전용량과 정전에너지(콘덴서에 축적되는 에너지) :: 공부하는 피카츄 (tistory.com)

[Lv1] 3장. 도체계 ② 합성정전용량과 정전에너지(콘덴서에 축적되는 에너지)

다만, 외워야 하는 식이 많아서 탈이지.

그러나 쉽다.

이제까지 잘 따라 왔으면,

정전에너지는

이것만 외워도 되고,

체적당 에너지는

이것만 외워도 된다.

나머지 식은 C=Q/V와

이것만 알면 응용해서 유추 해 낼 수 있다.

 

W=F*S [J=N*M]

흔히들 에너지는 '힘을 주었을 때 어느방향으로 몇 미터를 움직이냐'라는 뜻과 같다는 것을 알고 있다.

 

그렇다면 우리는 유추 해 볼 수 있다.

정전에너지는 [J]

체적당 에너지는 [J/M^3] 그렇다면, 면적당 힘은?

[N/M^2] 즉, 체적당 에너지를 구하는 식은

면적당 힘을 구하는 식과 같다는 것을 유추 가능하다. 이로서 우리는 단순히 두 식으로 전기적 에너지와 힘의 관계를 모두 유추 할 수 있다.

 

여기서 한가지 더 배우고 가자. 분극의 세기 == 전속밀도???

분극의 세기란 유전체 內의 소속전하가 양극으로 분리 됨으로 발생하는 면적당 정전용량(커페시터)의 크기로 단위로 표현하자면, [C/M^2]이다. 즉, 자세히 보면 전속밀도와 기타 이 같은 단위를 사용하는 여러 명칭과 구하는 식과 비슷하다는 것이다.

 

but, 앞서 언급 했다 싶이 분극, 즉, 극이 나눠진다는 것을 우리는 유념 해야 한다.

진공이나 공기 상에서 나눠진 분극은 他 유전체로 이동하면 전하를 소비하는데 우리는 이 관계를 이렇게

표현한다.

특정 유전율의 전속밀도 - 공기중의 전속밀도

 

왜?

엡실론 제로 곱하기 비유전율은 유전율! 이 내용만 알면

이 식을 유추 할 수 있고, 츠키다시로 분극률 또한 쉽게

쉽게 유추 할 수 있다. 생긴 것 부터 존나 수상함.

더 나아가 비분극률 또한 유추 할 수 있다.

위 식에 엡실론제로만 넣어주면 되는데, 뭐 그렇게 알면 된다.

 

자, 여기까지는 하수!

그렇다면, 유전체 둘이 각 각 표면에만 분극을 띄고 있다 그렇다면, 그 사이의 전계의 세기는?

어? 잠깐만요! 전계의 세기...

이 것을 응용하면 되지 않을까요?

분극의 세기에서는 조금 응용해야 한다.

 

(진전하밀도-분극의 세기)/공기 중의 유전율[v/m]로 풀어야 하는데, 위 그림을 보면 진전하도 있고 그 사이에 분극의 세기가 작용하는 것을 볼 수 있다.

즉 대부분 힘과 힘이 동시에 작용하면 충돌 하여 감쇄되는데, 여기에서는 진전하밀도와 분극의 세기(전하무리)가 충돌 해 서로의 힘을 앗아가 마이너스의 관계에 다다르게 된다.

 

 

[Lv1] 3장. 도체계 ② 합성정전용량과 정전에너지(콘덴서에 축적되는 에너지) :: 공부하는 피카츄 (tistory.com)

[Lv1] 3장. 도체계 ② 합성정전용량과 정전에너지(콘덴서에 축적되는 에너지)

자, 피카츄들! 이제 문제 풀 시간이다.

위 링크를 따라가면 문제들이 나오고, 설명도 나오는데 필자보다 더 잘 설명 하고 있어 참고하면 될 듯 하다.