분류 전체보기 (138) 썸네일형 리스트형 10. Battery, Work in circuit, Kirchoff's rule 1. Battery Battery에 연결되어있는 resistor 1개의 폐회로를 생각해보자. Battery의 오른쪽은 +, 왼쪽은 -이고 회로를 따라서 +에서 -뱡항으로 electric field가 생성이 된다. 이러한 electric field의 방향으로 current가 발생한다. 하지만 Battery 내부에서는 오른쪽(+)에서 왼쪽(-)방향으로 electric field가 생성이 되고 이것은 회로의 current의 이동방향과 반대가 된다. 따라서, 전자의 지속적 이동으로 current가 흐르기 위해서는 -의 electron이 이러한 반대방향의 electric field를 극복하고 +로 이동하는 work를 해야하는데, 이것을 위한 에너지를 chemical energy에서 얻을 수 있다(chemica.. 9. Electric currents 1. Electric currents Current를 이해하기 위해 conductor인 copper에서 시작해보겠다. Cu (copper)의 free electron은 300K에서 $v_e = 10^6$ m/s의 속도로 chaotic motion을 하고 이것은 thermal motion이다. 이것은 매우 빠른 속도로, Free electron은 Electric field에 의해 무한정 속도가 증가하지 않고, 이 때문에 중간에 atoms와 충돌하게 된다. 충돌까지 걸리는 average time은 $\tau = 3*10^{-14}$ sec 이다.**Electric field에 의해 가속가능한 시간이며, 온도가 올라가면 더 빠르게 electron이 운동하므로 값이 감소함Cubic meter당 electron.. 8. Dielectrics in capacitor 1. Insulator in capacitor $+\sigma$, $-\sigma$ 사이의 electric density를 가지는 두개의 평행한 plate를 생각해보자.두 plate사이에는 insulator가 끼워져 있다.insulator내부의 electron은 atom에 bounded되어 있으므로, 두 plate에 의한 electric field는 diapole을 induce한다.따라서, insulator의 $+\sigma$ 부근에는 - charge가, $-\sigma$ 부근에는 + charge가 induced된다.이러한 insulator의 diapole로 인해 plate에 의한 electric field $E_{free}$와 방향이 반대인 $E_{ind}$가 생성된다. $E_{free} = \sig.. 7. Capacitance 1. Electric field energy charge의 크기가 같고 방향이 다른 두개의 평행한 plate를 생각해보자. 두 plate는 h만큼 떨어져있고, 이것을 x만큼 이동시킨다. 이것을 위해 필요한 일은 + Q charge에 작용하는 평균적인 force가 (0+E)/2*Q이므로 다음과 같다. 양변을 plate의 volume V로 나누면, 다음과 같고 이것은 Electric field energy density로 표현된다. 따라서, Electrostatic potential energy는 Electric field energy density를 모든 공간에서 volume으로 적분한 것과 같다. 이는 Electric field가 존재하는 곳에서 volume의 생성이 potential energy를.. 6. High-voltage breakdown & Lightning 1. Distribution of charge in conductor 두개의 A, B Sphere conductor가 충분히 길고 얇은 wire conductor로 다음과 같이 연결되어 있다고 해보자. Static상태에서 Conductor의 surface의 electric field는 surface에 수직해야 하므로, Equipotential line은 Electric field에 수작한 전체 conductor의 surface가 된다. 따라서, 다음 수식이 성립한다. 따라서, Radius가 작은 부분에 더 많은 charge가 분포되어 있다는 것을 알 수 있다. 위와 같은 형상에서 뾰족한 부분에 더 많은 charge가 분포되어 있을 것이다.추가적으로, surface charge density가 주어.. 5. Grad V & Electrostatic Shielding 1. Grad V 임의의 Electric field가 존재하고, 임의의 point A로부터 임의의 경로를 따라 다시 point A로 옮겼을 때, electric potential은 변화가 없다. 이것을 수식으로 쓰면 다음과 같다. Electric field와 Electric potential간에는 다음과 같은 관계가 있다. charge +Q와 r만큼 떨어진 위치에서, 그에 의한 Electric field는 그에 의한 Electric potential은 따라서, potential의 derivative의 크기가 electric field가 된다. Electic field와 수직방향으로 움직일 경우, potential은 변화하지 않는다. 그러한 경로가 바로 equipotential line인데, 이것은 e.. 4. Electrostatic potential energy 1. Electric potential +q1, +q2라는 charge가 있다고 해보자, 내가 +q1으로부터 +q2를 거리 R까지 +q2에 운동에너지(가속도)를 주지 않고 옮기려면, 무한한 거리에서부터 R까지 정확히 Coulomb's force와 동일한 크기의 힘을 가하면서 옮겨야 한다. 마치 스프링을 압축시키는것과 같다. 이것을 계산하면 다음과 같다. 만약, q2가 unit charge이고, q1 = Q라면 이러한 J/C의 단위를 Volts라고 부르고 electric potential를 나타낸다. 2. Sphere's eletric potential 만약, charge Q = +10μC 이 R = 0.3m인 sphere에 uniformly distributed되어있다고 해보자.Sphere외부에 있는.. 3. Electric flux 1. Electric flux Electric flux는 주어진 surface를 통과하는 electric field의 양을 말한다. 매우 작은 넓이 A를 가지는 surface가 주어졌을 때, Electric flux는 다음과 같다. Electric field인 E와 surface의 normal vector방향인 dA 의 dot product이다. Closed sufrace에서, surface의 normal vector는 항상 inside에서 outside로 나오는 방향이다.Closed surface에서, 전체 Electric flux는 다음과 같이 표현될 수 있다. 만약, Sphere가 있고 중심에 Charge Q인 point charge가 있다고 해보자. 이 경우 surface의 normal vect.. 이전 1 2 3 4 5 6 7 ··· 18 다음
