가우스 법칙: Div B = ρ
전하가 존재하는 공간에서는 전속선이 발산(발생)한다.
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가우스 법칙 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전
위키백과, 우리 모두의 백과사전. 가우스 법칙(Gauss's law)은 폐곡면을 통과하는 전기 선속이 폐곡면 속의 알짜 전하량과 동일하다는 법칙이다. 맥스웰 방정식 가운데 하나다. 가우스 법칙은 미분
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가우스 법칙을 사용하려면 다음과 같은 단계를 따르면 된다.
- 전기장을 구하고 싶은 전하 분포를 설정합니다. 예를 들어, 점전하, 선전하, 원판 전하, 구 전하 등이 있습니다.
- 전하 분포에 적합한 가우스 곡면을 선택합니다. 가우스 곡면은 폐곡면이어야 하고, 전기장의 방향과 크기가 곡면의 각 부분에서 일정하거나 쉽게 구할 수 있어야 합니다. 예를 들어, 점전하의 경우 구형 곡면, 선전하의 경우 원통형 곡면, 원판 전하의 경우 원통형 또는 원판형 곡면, 구 전하의 경우 구형 곡면이 적합합니다.
- 가우스 곡면에서 전기장과 면적 요소의 내적을 적분하여 전기력 선속을 구합니다. 전기장의 방향과 면적 요소의 방향이 일치하면 cosθ = 1, 수직하면 cosθ = 0이 되므로 적분이 간단해집니다. 전기력 선속은 전기장의 세기와 가우스 곡면의 넓이의 곱으로 표현할 수 있습니다.
- 가우스 곡면 내의 전하량을 구합니다. 전하 분포의 형태와 전하 밀도에 따라 전하량을 구하는 방법이 달라집니다. 예를 들어, 점전하의 경우 주어진 전하량을 사용하고, 선전하의 경우 전하 밀도와 길이의 곱을 사용하고, 원판 전하의 경우 전하 밀도와 면적의 곱을 사용하고, 구 전하의 경우 전하 밀도와 부피의 곱을 사용합니다.
- 가우스 법칙을 통해 전기장을 구합니다. 전기력 선속과 전하량의 비율이 전기장과 유전율의 비율과 같다는 것을 이용하여 전기장을 구할 수 있습니다. 전기장의 방향은 전하의 부호와 가우스 곡면의 법선 벡터에 따라 결정됩니다.
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