[전기자기학] ② 정전계

* 정전계

    정전계란 정지된 전하에 의한 전계를 말하며 정전에너지가 최소로 되는 전하 분포의 전계로 설명할 수 있다.


* 클롱의 법칙

    클롱의 법칙은 곧, 전기력을 구하는 방법이다.

    진공의 유전율은 기본적으로 외워두는 편이 좋다.

* 정전 유도와 정전 차폐

      정전 유도란 대전체를 전기적으로 중성인 물체에 가까이 가져갈 때 대전체와 가까운 부분은 다른
    부호의 전하가, 대전체에 먼 부분은 같은 부호의 전하가 분포하게 되는 현상이며 전기력에 의해
    전자가 이동하여 도체 내의 전하 분포가 변하는 것을 말한다.

      정전 차폐는 두 도체 상호 간에 작용하는 전기력을 차단하여 정전 유도를 막는 것을 말한다.
    이는 접지된 도체로 두 도체 중 한 도체의 주위를 포위하여 접지된 외부에서 오는 전기력을
    완전히 차폐하는 원리이다.
    예시로는 뇌운에 의한 송전선로의 정전 유도를 막기 위해 설치한 송전 철탑의 가공지선을 꼽을 수 있다.

* 전계

    전계는 전기력이 미치는 공간을 말하며 전기장, 전장이라고도 한다.

* 전속 밀도와 전기력선 밀도

* 전위

               (경도 = 기울기 = gradient)

* 가우스의 법칙, 정리

* 전하의 분포에 따른 전계의 세기

    1. 도체 구 (내부까지 균일하게 전하가 분포되있다고 가정, 반지름 a)

      ① 도체 구 내부의 전계의 세기 (r < a)

      ② 도체 구 표면의 전계의 세기 (r = a)

      ③ 도체 구 외부의 전계의 세기 (r > a)

    2. 무한장 원주 도체 (전하의 분포가 축 대칭으로 균일, 반지름 a)

      ① 도체 내부의 전계의 세기 (r < a)

      ② 도체 표면의 전계의 세기 (r = a)

      ③ 도체 외부의 전계의 세기 (r > a)

    3. 전하의 분포가 균일한 평판 도체

      1/2의 의미는 전기력선이 양쪽으로 절반씩 나뉘어진다는 것이다.

    4. 도체 표면의 곡률과 전계와의 관계

       도체 표면의 곡률이 크면 (= 곡률 반지름이 작다 = 뾰족하다) 표면 전하 밀도가 많아서
      전계의 세기 또한 커진다.
 
        도체 표면의 곡률이 작으면 (= 곡률 반지름이 크다 = 완만하다) 표면 전하 밀도가 적어서
      전계의 세기 또한 작아진다.

* 도체 표면의 정전응력과 전계 중의 에너지 밀도

* 전기 쌍극자

    전기 쌍극자란 크기가 같고 부호가 반대인 두 점 전하가 미소 거리를 사이에 두고 있는 것을 말한다.

         ②  전계의 세기

* 전기 이중층

    전기 이중층이란 얇은 판에 양전하와 음전하가 양면에 분포되있는 것을 말한다.

            전기 이중층의 전위는 거리와 무관하다.

* 포아손(Poisson), 라플라스(Laplace)의 방정식

   ① 포아손의 방정식

    ② 라플라스의 방정식 (전하가 없는 공간)