주 메뉴 열기

정전기학

대전된 물체에 의한 전기장이 변하지 않을 때의 물리학을 다루는 학문이다.

정전기학(靜電氣學, electrostatics)은 대전된 물체에 의한 전기장이 변하지 않을 때의 물리학을 다루는 학문이다. 일반적으로 정전기학엔 부도체 표면간의 접촉에 따른 전하의 발생, 즉 정전기 현상도 포함된다. 이러한 현상은 한 물체의 전자가 다른 물체로 옮겨지면서 일종의 방전이 일어나기 때문에 일어난다. 인체에 남겨진 정전기는 다른 물체와 접촉했을 때 방전을 일으키면서 쇼크를 주기도 하는데, 보통 수천~수만 볼트의 고전압이지만 전류가 약해 인체에 심각한 영향을 주는 경우는 별로 없다.

정전기학의 기술편집

전위편집

전위 V와 전기장  는 다음과 같은 관계를 갖는다.

 

기본 개념편집

쿨롱의 법칙편집

쿨롱의 법칙은 정전기학을 기술하는 가장 기본적인 방정식으로 두 점전하    사이에 작용하는 힘을 뜻한다.

 

  •  ,   : 두 점전하의 전위
  •   : 점전하 사이의 거리
  •  는 쿨롱 상수로 보통   로 표기하기도 한다.

전기장편집

전기장(단위는 V/m)은 단위 전하(단위는 C)에 작용하는 힘의 크기(단위는 N)로 정의된다. 이 정의와 쿨롱의 법칙을 이용하면 전하  가 만들어내는 전기장  의 크기를 다음과 같이 유도할 수 있다.

 

가우스 법칙편집

적분편집

 

미분편집

 

푸아송 방정식편집

 

라플라스 방정식편집

 

전자기 유도편집

정전기편집

정전기는 표면 스핀으로 도체 내부 전류, 외부에서 비스듬히 입사한 광, 그리고 다른 물체로 문지름 등에의해 발생한다.