전기력과 전기장 - 전기장에 관하여...

안녕하세요, 설군입니다.

 

이번엔 전기장입니다.

 

* 전기장

전하 주위에 다른 전하를 놓으면 전기력이 작용하는데. 이처럼 전하에 전기력이 작용하는 공간을 전기장이라고 한다.

 

* 전기장의 세기

어떤 지점에서 전기장의 세기를 알고 싶으면, 그 지점에 +1 C의 전하를 놓고 그 전하가 받는 전기력을 계산해주면 된다. 방향도 그렇다.

 

따라서 어떤 Q라는 전하로부터 d만큼 떨어진 지점에서의 Q전하에 의한 전기장의 세기를 알고 싶으면

 

 

이와 같이 나온다.

 

 

 

간단한 문제를 한 번 풀어봅시다.

 

사실 쿨롱의 법칙을 이용해 전기력을 구하는거랑 다를 게 없어요.

단지 +1 C의 전하가 받는 힘을 구해준다는 것이지...

 

 

 

역시 똑같습니다. 전기장의 세기를 알고 싶으니까. P점에 +1 C의 전하를 올려놓고, 그 전하가 받는 힘을 보면 됩니다.

+1 C의 전하를 올려 놓고, +5 C에 의해 받는 전기력을 먼저 계산하고

다음으로 -3 C에 의해 받는 전기력을 계산해주면 됩니다.

 

 

 

 

 

 

또다른 문제를 봅시다.

 

 

 

어떻게 구할까요?

 

임의의 점을 잡아서, 그 점에서 힘의 평형을 계산하여 알짜 전기력(전기장)이 0이 되는 지점을 찾으면 됩니다.

 

 

이렇게 P점을 두고 길이를 x라고 임의의 길이를 잡아서 풀면 되는데,

P점이 과연 왼쪽에 있을지, 사이에 있을지, 오른쪽에 있을지 어떻게 알까요?...

잘 생각해보셔야 합니다.

 

일단 가운데는 안되죠.

왜냐하면 전기장이 0이되어야한다는 거는

하나는 -x방향으로 끌어당기면, 하나는 +x방향으로 밀어줘야되는데

 

가운데 지점에서는 둘 다 +x방향으로 힘을 작용하므로, 가운데 지점에서는 무조건 전기장이 0이 안될것이지요.

 

그렇다면 왼쪽은 전기장이 0이될 수 있을까요?

안 됩니다. 거리가 가까운 +5 C의 영향력은 큰 반면에 -3 C의 영향력은 거리가 머니까. 영향력이 작지요.

전하량도 작은녀석이 거리까지 멀어버리면 힘을 발휘하지 못합니다.

 

 

적당한 위치로는 오른쪽 자리가 되는것입니다.

 

계산해줍시다.

우리는 지금 전기장이 0인 지점을 찾는것입니다.

 

 

 

대락 x=10 m정도 됩니다.

 

간단하지요.

 

 

 

 

이런 상황에서 원점에서의 전기장의 세기와 방향을 구할 때에도.

이전에 전기력에서 했던 것처럼 벡터로 하면 됩니다.