#101 점전하에 의한 전계 등

진공 중 점전하에 의한 전계

진공 상태에서 점전하가 형성하는 전계(전기장)는 쿨롱의 법칙에 따라 정의됩니다. 이 전계는 전하에서 특정 거리만큼 떨어진 점에서의 전기력의 세기를 나타냅니다.

전계의 정의

점전하 \( Q \)로 인해 진공 내의 거리 \( r \) 떨어진 위치에서 생기는 전계 \( \vec{E} \)는 다음과 같이 정의됩니다:

\[ \vec{E} = \frac{1}{4\pi\varepsilon_0} \cdot \frac{Q}{r^2} \cdot \hat{r} \]

• \( \varepsilon_0 \): 진공의 유전율
• \( Q \): 점전하 (단위: C)
• \( r \): 점전하로부터의 거리 (단위: m)
• \( \hat{r} \): 점전하로부터 해당 지점으로의 단위벡터

의미

위 수식은 전계의 세기가 점전하에서 멀어질수록 거리의 제곱에 반비례함을 의미합니다. 또한, 전계는 벡터량으로서 방향성을 가집니다.

요약

• 진공 중 점전하가 만드는 전계는 거리의 제곱에 반비례하고 방향성을 가진 벡터량입니다.
• 전계의 크기와 방향은 수식 \( \vec{E} = \frac{1}{4\pi\varepsilon_0} \cdot \frac{Q}{r^2} \cdot \hat{r} \)로 표현됩니다.