전기자기학~전기장과 자기장의 관계

이제까지는 전기에 대해서 알아봤다.

그럼 이제부터는? 자기에 대해서 알아보자.

자기part는 단어부터가 야해~

그래서 외우는데, 보는데 덜 힘들지만, 이제까지 쿨롱의 법칙에서 전위까지 노드 방식으로 외웠던 필자에게는 약간 부담이 갈 수 밖에 없는 부분이 있었다.

인문계로서 가질 수 밖에 없는 수학의 한계!

공통 수학이야 풀지... 근디 코일의 자계의 세기에서 갑자기

자계의 세기 = 자속밀도 * 투자율

이 식이 나오니... 뭐지? 싶었다. but 이 식의 기원이

여기에서 기인 한 것이라 알면 쉽게 외워진다.

사실, 위의 식을 외울필요도 없이, 우리는

[Lv1] 8장. 전류에 의한 자계 ① 무한 직선, 무한솔레노이드, 환상솔레노이드, 원형코일 :: 공부하는 피카츄 (tistory.com)

[Lv1] 8장. 전류에 의한 자계 ① 무한 직선, 무한솔레노이드, 환상솔레노이드, 원형코일

이런 식으로 자주 나오는 것만 외우면 된다.

문제에 원형 코일과 자하점 사이의 거리만 안 나오면, H=NI/2파이R만 알아도 문제 푸는데는 문제 없다.

 

 

하지만 필자 모토가 하나의 단서로 모든 것을 유추하는 것이기에, 단언컨데 이 part를 완전히 이해하면 다음과 같은 결론을 낼 수 있다.

 

아! 암페어의 오른나사의 법칙만 알면 된다.

다들 어렵게 공부하던데, 걍 HL=NI라고 외우면 안 되나?

그럼 자계의 세기는 H=NI/L이라고 간단하게 결론을 도출하고, 여기에 B=투자율*H라는 결론을 내어 뒤에 나올 폼페이의 선우용녀 법칙이나 가스레인지의 법칙까지 쉽게 도출 가능한데... 물론 위의 식은 심심할 때 가끔씩 유흥거리로 읽어도 되지만... 핵심을 모르고 마냥 외우다 보면

 

이렇게

 

실전에서 틀리게 된다.

자... 봐 봐... 위에서 원형 코일의 자계의 식은

이거라고 했다.(투자율은 알아서 빼서 봐라)

그럼 기본 형태가 나왔고! 원형코일이 2개니까, 2를 곱해줘야겠지?

그럼 답은

이 2개로 축약이 가능한데, 이제 방향만 남았어. 그런데, 그림에도 안 나온 파이가 방향일까?

그렇지 바로 z가 자계의 방향이겠지...

 

모르겠다고?

이거 봐도?

.

.

.

... 아닐걸?

 

이렇듯 암페어의 법칙만 알아도 뭐 대부분은 다 풀리지...

 

근데... 왜 자계의 세기, 즉, 자기장에서는 투자율이 안 보여요?

아까부터 사기 치는 거 아니에요?

암페어의 주여! 아니... 주의 위대한~ 사랑~ 아. 뭐야... 주회적분법칙에 따르면,

전류에 의해 발생한 자기장에는 특별한 도체가 없기에 투자율이 없다.라는 구문이 나온다.

4달라 4장 9절이던가???

 

그래서 우리는 H=NI라는 무한솔레로이드 법칙을 도출 할 수 있는거고...

이는 다음에 자세히.

자계의 세기 단위를 보면 [AT/m]임을 알 수 있는데 여기에서 우리는 암페어의 법칙을 유추 할 수 있다.

전류가 흐른 길의 길이 분의 흐른 전류량....

물론 방향은 알 수 없지만, 외적표현이 아닌 sin세타로서 나타내면 되는거고. 아니면 단위벡터로 나타내면 되는거고...

뭐, 시험에 잘 안나오니 기본만 하시고...

여기에서도 우리는 전계의 전하량과 자계의 자하는 동급이 아니라는 것을 알 수 있다. 비교 할려면 전류와 비교허야 겠지? [C/m]

 

그 다음으로 자기장 안에서 막대자석의 힘에 대하여 알아야 하는데...

아, 이것은 플레밍의 왼손법칙부터 알아야 하나?

그럴 필요 없을걸?

F=mH만으로 구할 수 있잖아... 근데 굳이...

 

이 내용은 다음에.