학문
전기력선,전속//자기력선,자속//분극의세기,자화의세기
1.전계과 대칭의 의미로 자계의 세기를 구할때 보면 분모에 u0(진공의 투자율)이있습니다.
다른 전문서적이나 강의를 들어보면 전류는 자기장을 만들고 이는 비오사바르 법칙 및 앙페르의 주회적분의 법칙을 통해 알 수 있습니다. 그리고 그렇게 만들어진 자기장 H는 매질에 상관없고 전류분포에 의해서만 정해집니다. 이를 보면 자계 H는 매질과 상관없는, 즉, 전계에서 전속밀도 D와 비슷하게 볼 수 있다고 생각합니다. 런데, 첫 문장처럼 전계와 자계를 비교하는 부분에서 전계의세기H를 보면 분모에 자계가 투입되어 마치 H가 매칠과 관계있는것처럼 보입니다. 그 이유가 뭘까요? 'D=입실론*E 처럼 식에 투자율이 있지만 그것은 자속밀도 B의 투자율을 상쇄하기 위해 드러났을 뿐이다' 이렇게 생각하면 되는 부분일까요?
2. 또한 자화의 세기에 관하여 문의드립니다.
먼저 이와 비슷한형태의 분극의 세기를 보면, (제가 이해한 바로 말씀드리겠습니다.) '콘덴서 극판의 전하(이하 전속밀도D)에의한 진공의 전계가 발생하였고 이에따라 유전체에 분극전하가 생성이됩니다. 분극전하(이하 전속밀도 P)에 의한 진공의 전계의 세기를 빼주면, 이 합은 극판전하에 의한 유전체내부 전계의 세기와 같다.' 라고 알고있습니다.(자화의세기에 같은 논리형식을 취하고자 길게적었습니다.)
이를 자화의세기에 적용해보자면,' 자계H에의한 진공의 자속밀도가발생하였고 이에따라 자성체에 자화가 형성됩니다. 자화(이하 전기장M)에 의한 진공의 자속을 더해주면, 이 합은 자성체 내부의 자속밀도와 같다' 가 되어야 하는게 아닌가 싶습니다.
이 두가지가 다른것 처럼보이지만 한마디로 '매질에 영향을 받는지 안받는지의 유무에따라서 E에 대응되는 물리량은 B이고, D에 대응되는 물리량은 H가 아닌가?'에 관련된 문의입니다. 제가 어느 부분에서 잘못알고있는지 알고싶습니다.
2개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 조규현 전문가입니다. 전계와 자계의 개념을 비교해 보겠습니다. 전속밀도 D는 전기장 E와 매질의 전투성 ε에 따라 정해지며, 이는 매질에 영향을 받습니다. 반면 자화의 세기 H는 매질과 무관하게 전류분포에 따라 정해지므로, D와 H는 유사한 역할을 합니다. 하지만 자속밀도 B는 H와 자성체의 자화 M에 따라 정해지므로, B는 매질에 영향을 받습니다. 이는 전계의 세기 E와 자계의 세기 H가 서로 다른 물리량이기 때문입니다. D = ε₀E + P와 같은 식에서 ε₀은 진공의 전투성이며, 이는 매질의 영향을 상쇄하는 역할을 합니다. 마찬가지로 B = μ₀(H + M)에서 μ₀은 진공의 투자율로, 자성체의 자화 M에 따라 B가 달라지므로, H는 매질과 무관하게 정해집니다. 자화의 세기 H는 전류분포에만 의존하며, 매질에 영향을 받지 않습니다. 반면 자속밀도 B는 매질의 자성 특성(자투성 μ)에 따라 달라지므로, H와 B는 서로 다른 물리량입니다. 분극의 세기 P와 자화의 세기 M은 매질의 반응을 나타내는 물리량이며, 이들은 각각 전계와 자계에 영향을 미칩니다. 참고 부탁드립니다.
안녕하세요. 박준희 전문가입니다.
장문의 글에서 결국 질문은 매질에 영향을 받는지 안받는지 의 유무에따라서 E에 대응되는 물리량은 B 이고, D에 대응되는 물리량은 H가 아닌가?라는 질문에 제 생각은 맞습니다입니다.
사용자의 매질의 영향을 빔지 여부에 따라 물리량들이 구분되는데 여기서 E 즉 전기장 세기와 H 자기장 세기는 주변 매질의 영향을 받죠. 더불어 D 전속 밀도와 B 자속 밀도 또한 주어진 전하량이 나 전류량에 의해 결정되는데 매질에 관계없이 일정하 게 유지되는 특성을 갖죠.
감사합니다.