전자장 1
Introduction
Seung-Yeol Lee
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강의 계획 개요
▶ 강의 목표: 벡터장의 이해, 정전계, 정자계의 이해.
Ch. 3 Vector Analysis, Ch. 4 Electrostatics, Ch. 5, Magnetostatics
▶ 성적 산출 기준: 중간 40%, 기말 40%, 과제 10%, 출석 10%.
▶ 학점: A 30%, B 40%, C 20~30%, D,F 0~10%.
▶ 재수강생 특이사항: 중간, 기말 점수의 90% 반영. (과제, 출석 100%)
▶ 선수과목: 없음 (기초전자수학, 기초전자물리학)
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강의 계획 개요
▶ 교재: 'Fundamentals of Applied Electromagnetics”, 7th edition.
▶ Office: IT대학 1호관, 927호 (9:00~18:00)
▶ Email: seungyeol@knu.ac.kr
▶ 수업에 적극적인 피드백 환영!
▶ 숙제: 매주 5~6 문제 정도 출제 예정
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Ch.1 Introduction
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자연계에 존재하는 4가지 힘
전자기력 (Electromagnetic force)
중력 (Gravitational force)
핵력, 강력 (Nuclear force)
약한 상호 작용(weak-interaction force)
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어디선가 들어본 힘들..?
마찰력, 수직항력
빛 에너지
압력
생체 전기 신호
열 에너지
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모든 근원은 전자기력!
전자기력이란?
▶ 전하를 가진 입자들 사이에 작용하는 힘.
▶ 강한 상호작용 다음으로 강력하며 (강력의 약 1/100), 중력에 비해서는
엄청나게 (>1020) 강한 힘.
비교: 중력 상수 G = 6.674 ×10−11 N∙m2/kg2
쿨롱 상수 k = 8.99 × 109 N∙m2/C2
▶ 쿨롱의 법칙
: 전하를 가진 두 입자 간에 작용하는 힘.
- 두 입자 전하의 전하량 곱에 비례.
- 두 입자 간 거리 제곱에 반비례.
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전자기학의 역사
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맥스웰의 업적
1. 당시 산발적으로 존재하던 전자기 현상들의
수학적 집대성.
2. 불완전한 앙페르 법칙의 변위 전류의 개념
도입.
3. 전자기파의 존재 예측
열역학에도 큰 기여: 맥스웰-볼츠만 분포
타원 작도법 발견
“물리학은 맥스웰 이전과 이후로 나뉜다. 그와 더불어
과학의 한 시대가 끝나고 또 한 시대가 시작되었다”
-아인슈타인제임스 C. 맥스웰
(1831-1879)
“당신의 연구는 나에게 기쁨을 주었으며, 이 주제를 다
룰 정도로 뛰어난 당신의 수학적 재능에 감탄했고, 그
다음에는 이 주제가 그렇게 정연한 것에 놀랐습니다”
-마이클 페러데이9/15
맥스웰 방정식
맥스웰 방정식이란? 전기장 자기장의 근원, 그리고 전기장과 자기장의 상
호 관계를 설명하는 방정식(들)
1. 가우스 법칙 (Gauss’s law)
D  
3. 앙페르-맥스웰의 법칙
(Ampère-Maxwell's law)
제임스 C. 맥스웰
(1831-1879)
D 

  B  0  J 


t


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2. 자성에 관한 가우스 법칙
(Gauss’s law for magnetism)
B  0
4. 패러데이의 전자기 유도 법칙
(Faraday’s induction law)
B
E  
t
가우스 법칙 (Gauss's law)
전기장의 근원은 전하이다.
E   / 
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඾𝐄 ⋅ 𝐝𝐬 = ම𝜌𝑑𝑉
𝜀
어떤 폐곡면을 빠져나가는 전
기력선은 폐곡면 내부 전하량
과 비례한다.
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자성에 관한 가우스 법칙
자기장의 근원이 되는 자하
(magnetic monopole)는 존재
하지 않는다.
B  0
඾𝐁 ⋅ 𝐝𝐬 = 0
자기력선은 항상 들어온
만큼 나간다.
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앙페르의 법칙(Ampere's law)
전하의 흐름(전류)은 그 주변을
회전하는 자기장을 만든다.
  B  0 J
ර𝐁 ⋅ 𝑑𝑙 = 𝜇0 ඵ𝐉 ⋅ 𝑑𝑆
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패러데이의 법칙 (Faraday's law)
변화하는 자기장은 그 주변을 회
전하는 전기장을 만든다.
dB
E  
dt
𝑑
ර𝐄 ⋅ 𝑑𝑙 = − ඵ𝐁 ⋅ 𝑑𝑆
𝑑𝑡
출처: educypedia.karadimov.info
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전자기학의 응용 분야
Electromagnetic Theory
Circuit analysis
Telecommunication
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Semiconductor
device
Optics &
Photonics
한 학기 동안 열심히 배워봅시다!
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