정전기학(Electrostatics): 내용 소개

안녕하세요.

전자기학 두번째 내용인 정전기학에 대해 본격적으로 포스팅하기 전, 어떤 내용이 있는지 알아보도록 하겠습니다.

 

바로 포스팅해도 되는데, 사실 뭐든지 내용의 순서를 알고 공부하는 것이 중요하잖아요?

그래서 비록 블로그긴 하지만 간단하게나마 정리를 하고 진행하는 것이 낫겠다 판단해서 적어봅니다.

 

대학교 수준의 정전기학은 맨처음 정전하 1개가 있는 상황에 대해 분석하는 것으로 시작합니다.

이때의 정전하는 진공에서의 정전하이며, 쿨롱힘 및 가우스법칙, 전위 그리고 전위를 계산하기 위한 여러 기술들에 대해 배우게 됩니다.

전위를 구하기 위해서는 라플라스 방정식을 풀어야하는데, 첫번째 포스팅에서 언급했던 그 라플라스 방정식입니다.

이를 풀기 위해 영상법 및 변수분리법이라는 두가지 방법을 주로 활용하게 됩니다.

 

다음으로, 진공이 아니라 특수한 물질에서의 정전하에 대한 내용이 있습니다.

도체와 유전체 속의 정전하에 대해 주로 기술되는데, 도체는 영상법을 공부하기 위해 필요한 내용이라 먼저 저술되는 서적도 있습니다.

유전체에 대해서는 특히 분극이라는 개념이 도입되면서 유전율까지 이어지게 됩니다.

또한 다중극에 대해서도 공부를 하게 되는데, 정전하가 2개, 3개 등 여러개 존재하는 경우에 대한 수식을 공부하게 됩니다.

대학 교재에선 주로 쌍극자에 대해 서술되어 있습니다.

 

이게 끝입니다!

간단하죠??

 

정리해보겠습니다.

 

1. 진공에서의 정전하 1개 분석하기: 쿨롱힘, 가우스법칙(전기장), 전위

- 전위 계산 방법: 라플라스 방정식 -> 영상법, 변수분리법

2. 물질 속의 정전하

- 도체속의 전기장 및 전위

- 유전체속의 전기장 및 전위: 편극(dipole개념 도입=다중극), 대체전기장, 선형유전체

 

이렇게 내용을 정리하고 보니까 공통점이 보이죠?

 

네 맞습니다. 정전기학은 기본적으로 전하의 전기장과 전위를 구하는 것에 포인트가 맞춰져있습니다.

그 전하가 진공에 있는지, 도체 또는 유전체에 있느냐 그 차이일 뿐입니다.

 

그러면 이 내용을 염두에 두고 정전기학을 공부해보시길 바랍니다.

 

정전기학의 포스팅은 총 3개를 하겠습니다.

 

1. 진공에서의 정전하

2. 도체 속의 정전하

3. 유전체 속의 정전하

 

감사합니다.