23 전기퍼텐셜

전기퍼텐셜에너지 전기퍼텐셜

23.1 전기 퍼텐셜에너지 • 중력과 중력 퍼텐셜에너지

전기 퍼텐셜에너지

보존력에 대한 퍼텐셜에너지의 정의

일정한 중력장과 전기장의 비교

rf,i

mghU g

23.2 전기퍼텐셜의 정의

• 중력

• 중력 퍼텐셜에너지 • 중력 퍼텐셜

• 중력장

중력퍼텐셜 – 점입자의 예

• 전기력

• 전기 퍼텐셜에너지 • 전기 퍼텐셜

• 전기장

전기퍼텐셜 – 점전하의 예

2

21

r

qqkFe 2

1

2 r

qk

q

FE e

)( rf,i 2

21

r

qqkrdFU ee

r

qkrdE

q

UV e

e1

2

전기퍼텐셜의 단위

• 전기퍼텐셜 = 단위전하당 전기 퍼텐셜에너지 – 단위 V (Volt)

• 전기장의 단위 : 단위전하당 힘

• 전기퍼텐셜로부터 유도되는 유용한 에너지의 단위 : 전자볼트

배터리 (전기자동차)

리튬 배터리

- 고 에너지 밀도 - 높은 재 충전 횟수 - Memory effect 없음

- 완전 방전되면 충전 불가 - (20%~80%) - 열에 약함 - 고속 충전시 발화나 폭발의 위험성 보호회로

23.4 여러 전하분포들의 전기퍼텐셜 전기장과 전기퍼텐셜의 관계

점전하에 의한 전기 퍼텐셜

점전하 계의 전기퍼텐셜 – 중첩원리의 적용

연속적인 전하분포의 전기퍼텐셜

보기문제 23.4 전기퍼텐셜의 중첩

세 점전하, q1=+1.5 mC, q2=+2.5 mC, q3=-3.5 mC에 의한 P점에서의 전기퍼텐셜은 얼마인가?

3

1i i

i

r

qkV

a

q

ba

q

b

qk

r

q

r

q

r

qk 3

22

21

3

3

2

2

1

1

보기문제 23.5 유한 선전하

길이 2a, 선전하밀도 λ인 유한한 도선의 길이를 양분하는 수직선 위 거리 d에서의 전기퍼텐셜은 얼마인가?

dq에 의한 전기퍼텐셜 : r

dqkdV

전체 도선에 의한 전기퍼텐셜 : ,r

dqkdVV

a

a

a

a

22 dxr,dxdq

ada

adalnk

dx

dxkV

a

a22

22

22

23.5 전기퍼텐셜에서 전기장 구하기

전기퍼텐셜의 정의와 그 역과정

전기퍼텐셜에서 전기장 구하기

예 - 보기문제 22.3과 23.5

gradient

전기장의 방향 성분

방향의 미분

Cartesian 좌표계에서의 gradient

23.6 점전하 계의 전기 퍼텐셜에너지 두 점전하

네 점전하 – 전하를 하나씩 주어짂 위치에 가져다 놓는데 필요한 에너지의 합

점전하 계의 전기 퍼텐셜에너지

전하분포의 전기 퍼텐셜에너지, 점전하의 자체 전기퍼텐셜에너지 문제