전자기학 2주차

  전하는 field를 만드는데 이 field는 시간에 따른 기능이 존재하거나 존재하지 않는 공간을 이야기합니다. 시간에 따라 변하는 전자기장(electric field)와 자기장(magnetic field)는 서로를 만드는 관계입니다.

  과학적인 주제를 개발하는데 2가지 접근 방법이 있습니다. 귀납적 접근과 연역적 접근이 바로 그것입니다. 귀납적 접근은 시간을 두고 관찰을 하여 거기서 법칙과 이론을 도출하는 방법입니다. 연역적 접근은 이상적인 모델과 관련 있는 기본적인 것들을 상정하여 법칙과 이론을 이끌어 낼 수 있게 합니다. 이 모델의 유효성은 실험을 통하여 증명을 합니다. 전자기학을 공부하면서 연역적인 접근을 많이 사용할 것입니다.

  전하(Electric charge)는 양의 정수배, 음의 정수배로만 존재합니다. 전하량 보존의 법칙(Principle of conservation of electric charge) 때문에 양전하와 음전하의 합은 일정합니다. 이는 어느 때나 어느 환경에서 적용되는 법칙입니다.

  이제부터 전자기학에서 사용되는 다양한 관계식과 단위들을 살펴보겠습니다.

 이것은 체적전하밀도(volume charge density)입니다.

  면전하밀도(surface charge density)와 선전하밀도(line charge density)입니다.

  시간에 대한 전하의 변화율인 전류(current)입니다. 

  시간에 따라 변하는 전계량 E와 D는 B와 H를 일으키고, 반대로 B와 H는 E와 D를 만들어 냅니다. 이들 네 가지 모두 점함수이고 이들의 관계는 매질의 구성적 관계(constitutive relations)라고 부릅니다.

  전자기학에서 사용되는 기본 단위들입니다.

  는 자유공간상에서 전속밀도 D와 전계강도 E사이의 비례상수입니다. 이를 부도체의 전기적 특성을 의미하는 유전율이라고 합니다.

는 자유공간상에서 자속밀도 B와 자계의 강도 H 사이의 비례상수입니다. 이를 물질의 자기적 성질을 나타내는 투자율이라고 합니다.

  투자율의 값은 위와 같습니다. 단위는 H/m으로 Henry/meter를 뜻합니다.

  3*10^8 m/s인 빛의 속도 c를 유전율과 투자율을 이용하여 나타낸 관계식입니다.

  또한 유전율을 빛의 속도와 투자율을 이용해 값을 나타낼 수 있습니다. 유전율의 단위는 F/m로 Farad/meter를 의미합니다. 

  위 내용들을 표로 정리하면 위와 같습니다.

출처 : Fundamentals of Engineering Electromagnetics (David K. Cheng)