5. 전위, 전기용량

(1)

5. 전위, 전기용량

이봉우 (단국대학교)

(2)

전하

• 전기적 위치 에너지

– 전기장이 만큼의 일을 하면, 전하-전기장의 위치에너지는 만큼 변화

• 전위차

– 단위 전하당 위치에너지는 q0와 무관

(3)

점전하에 의한 전위

• 점전하

• 여러 점 전하

– 각 전위의 합

(4)

전기장과 전위의 관계

• 전기장과 전위

– 어떤 지점에서 V와 x에 대한 그래프의 기울기 : 그 지점에서의 전기장 세기

(5)

등전위면

• 시험 전하가 등전위면을 따라 이동

– 전위는 등전위면을 따라 일정 (dV=0)

– 따라서, 전기장 E는 등전위면을 따르는 변위에 수직

• 등전위면은 등전위면을 지나가는 전기력선에 항상 수직임

(6)

연속적 전하 분포 전위

• 전하 분포를 알면,

– 점전하에 의한 전위 식 이용 :

– 미소 전하 dq에 의한 한 점 P에서의 전위 dV : – 모든 전하 요소에 대해 위 식을 적분

• 가우스 법칙으로 전기장을 알고 있을 때

– 을 이용하여 구함

(7)

연습

• 균일하게 대전된 고리 전위

– 반지름 a인 고리에 전체 전하 Q가 분포

(8)

연습

• 균일하게 대전된 원판

(9)

대전된 도체에 의한 전위

• 정전기적 평형 상태 도체

– 표면은 등전위면 – 내부 전기장 0 – 내부 전위는 일정

• 반지름 R인 도체구

(10)

연습

• 2006년 다시

http://www.kice.re.kr/main.do?s=kice

(11)

연습

• 2007년

(12)

연습

• 2012년

(13)

전기용량

• 전기 용량

– 두 도체의 전위차의 크기에 대한 한쪽 도체의 전하량의 크기

– 평행판 축전기

• 판 사이의 전기장

• 판 사이의 전위차

• 전기 용량

(14)

축전기

(15)

연습

• 원통형 축전기

(16)

연습

• 구형 축전기

(17)

축전기의 연결

• 병렬 연결

(18)

축전기의 연결

• 직렬 연결

(19)

유전체가 있는 축전기

• 유전체

– 비전도성 물질

(20)

연습

(21)

연습

• 2009년

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5. 전위, 전기용량