古典 電磁氣學

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공邊 公式 電磁氣場 텐서 4次元 電流 電磁氣 퍼텐셜

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패러데이 電磁氣 誘導 法則 (Faraday, Faraday's law of electromagnetic induction )은 自己 船速 의 變化가 起電力 을 發生시킨다는 法則이다. 1831年 英國의 物理學者 마이클 패러데이 가 發見하였다. 맥스웰 方程式 中 하나이며, 패러데이 法則에서 자기선속의 量子化가 誘導되기도 한다.

歷史 [ 編輯 ]

電磁氣誘導現象은 마이클 패러데이와 요셉 헨리가 1831年 獨自的으로 發見하였지만, 패러데이가 그의 硏究 結果로서 처음으로 出版하였다. 1831年 8月 29日 電磁氣 誘導에 對한 패러데이의 첫 番째 實驗的 證明에서 鐵製 고리(또는 토러스 )를 두 個의 와이어로 反對 方向에 감았다. 發見된 電磁石의 特性에 對한 그의 坪에 根據하여 하나의 와이어에 電流가 흐를 때, 波動의 部分이 고리를 따라 反對便에 傳達되어 若干의 電氣的 效果를 일으킬 것이라 생각했다. 하나의 와이어를 檢流計에 連結하고 다른 한 쪽을 배터리에 連結하였을 때 일어나는 變化를 觀察하였다. 패러데이는 와이어를 배터리에 連結할 때 와 떼어낼 때 過渡電流(패러데이는 이것을 '電氣 波動'이라 불렀다.)를 觀測했다. 이 誘導現象은 배터리가 連結되었다 分離될 때 發生하는 磁氣力線束 의 變化 때문에 發生한 것이다. 두 달 後, 패러데이는 몇 가지 다른 電磁氣誘導의 端緖들을 찾았다. 例를 들면, 막대磁石을 코일에 빠르게 通過시킬때 過渡電流가 發生하는 것을 보았고 막대 磁石 近處에서 回轉하는 銅板에 依해 交流가 發生하는 것이 있다. (패러데이의 디스크)

패러데이는 電磁氣 誘導 現象을 그가 力線 라고 부른 槪念을 가지고 說明했다. 그러나 當時 科學者들은 그의 理論的 아이디어가 數學的으로 公式化되지 못했다며 이를 否定했다. 한 名의 例外가 있었다면 그것은 맥스웰 이었다. 그는 패러데이의 생각을 自身의 量的 電磁氣學 理論의 根幹으로 삼았다. 맥스웰의 論文에서, 電磁氣誘導에 對한 觀點을 다양하게 한 時期는 올리버 헤비사이드 가 패러데이 法則이라고 言及한 微分 方程式으로서 表現된다.(사실 이것은 패러데이 法則의 原形 形式과 若干 다르고 運動 起電力을 說明하지 않는다) 헤비사이드가 修正한 것이 오늘날 맥스웰 方程式 으로 알려진 方程式에서 패러데이 法則을 나타낸다.

1834年에 하인리히 렌츠 가 만든 렌츠의 法則 은 回路를 通過하는 電氣力線束을 說明하고 誘導起電力과 電磁氣誘導現象으로 因한 電流의 方向을 提示한다.

패러데이 法則 [ 編輯 ]

物理學에서 電氣場과 磁氣場의 相互間 誘導現象을 說明하는 것이 패러데이 法則으로, 任意의 閉回路에서 發生하는 誘導 起電力의 크기는 閉回路를 通過하는 자기선속의 變化率과 같다는 것을 意味한다. 數學式으로는 다음과 같이 表現할 수 있다.

${\displaystyle {\mathcal {E}}=-{\frac {d\Phi _{B}}{dt}}}$ ? Φ _B  : 自己 船速 , ? : 起電力

여기서 右邊에 '?'가 붙은 理由는 렌츠의 法則 에 따라 電氣 回路에서 發生하는 誘導 起電力은 閉回路를 通過하는 磁束의 變化를 妨害하는 方向으로 發生하기 때문이다.

맥스웰-패러데이 方程式 [ 編輯 ]

맥스웰-패러데이 方程式은 네 가지 맥스웰 方程式 의 한가지로 古典 電磁氣學에서 기초적인 役割을 한다. 積分의 形態로 表現하면 켈빈-스토크스의 整理 에 依하여

${\displaystyle \oint _{\partial \Sigma }\mathbf {E} \cdot d{\boldsymbol {\ell }}=-\int _{\Sigma }{\frac {\partial \mathbf {B} }{\partial t}}\cdot d\mathbf {A} }$

式의 左邊이 말하는 것은 閉曲線에서 極小길이 ${\displaystyle dl}$에 따라 電氣場을 積分하면 右邊에서와 같이 磁氣場을 時間에 따라 偏微分한 값을 面積 ${\displaystyle dA}$에 對해 積分한 값의 陰數값을 取한다.

같이 보기 [ 編輯 ]

• 렌츠의 法則
• 맥스웰 方程式

參照 [ 編輯 ]