도체는 대전 시 전하 분포가 어떻게 될까요?

Question

일단 가장 먼저 생각할 수 있는 모양은 구형인데, 대전된 구형 도체의 전하 분포가 궁금합니다.

그런데 어디에서 봐도 모양이 같은 구가 아닌 삼각형 모양이라면 또 어떨까요? 설명 부탁드립니다!

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안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.

일단 구형 도체의 전하 분포에 대해 설명드리겠습니다. 구형 도체는 전하가 고르게 분포되어 있기 때문에 전체적으로 균일한 전하 분포를 가지게 됩니다. 이는 전하가 도체의 표면에 모두 모여있는 것이 아니라 도체 내부에도 고르게 분포되어 있기 때문입니다. 삼각형 모양의 도체는 구형 도체와는 달리 모서리 부분이 뾰족하기 때문에 전하가 모서리 부분에 모여있는 경향이 있습니다. 따라서 전체적으로는 구형 도체보다 전하 분포가 불균일하게 됩니다.

이러한 전하 분포의 차이는 전기장의 분포에도 영향을 미칩니다. 구형 도체의 경우 전기장은 도체의 표면에서 모두 같은 크기를 가지지만 삼각형 모양의 도체의 경우 모서리 부분에서는 전기장이 더 강하게 나타날 수 있습니다. 대전 시에는 전하가 도체 내부에서 움직이면서 전하 분포가 변화할 수 있습니다. 이때 전하는 전기장의 영향을 받아서 도체 내부에서는 전하가 모여있는 부분과 모여있지 않은 부분이 생기게 됩니다. 따라서 대전 시에는 전하 분포가 불균일하게 될 수 있습니다.

이상으로 구형 도체와 삼각형 모양의 도체의 전하 분포와 대전 시 전하 분포에 대해 설명드렸습니다. 감사합니다.

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