전기력선의 특성과 성질

전기력선

 

1. 전기력선이란 전하 주위의 전기장을 시각적으로 나타낸 것.

2. 점전하의 경우 전하를 중심으로 퍼져나가는 형태로 나타낼 수 있음.

3. 전기장의 방향은 전기력선의 접선 방향이 되고, 전기력선이 촘촘할 수록 전기장이 세다.

 

 

 

전기력선의 특성

 

▶ 전기력선의 특징

1. 전기장 벡터는 각 점에서 전기력선의 접선 방향과 같다.

2. 전기력선의 방향은 전기장 내에 놓인 '양의 시험전하'가 받는 힘의 방향이다.

3. 전기력선에 수직인 면을 통과하는 단위 넓이 당 전기력선 수는 영역 내 전기장의 크기에 비례한다.

4. 전기력선의 밀도는 전계의 세기와 같다.

 

 

▶ 전기력선의 특성

1. 전기장의 방향과 항상 평행하다.

2. 동일한 양의 전하 사이에서 서로 평행하게 뻗어나간다.

3. 전기력선은 도체 표면에 수직으로 시작하거나 끝난다.

4. 전기력선은 서로 교차되거나 중간에 분리되지 않는다.

5. 전기력선의 개수는 전하량에 비례한다.

6. 균일한 전기장은 전기력선 사이의 거리가 서로 같다.

7. 전기장의 크기가 클 수록 밀도가 낮다.

8. 도체 내부에는 전기장이 0이므로, 전기력선이 존재하지 않는다.

 

▶ 전기력선을 그리는 3가지 규약

1. 전기력선은 양전하에서 시작해 음전하로 끝난다.

2. 전기력선의 수는 전하의 크기에 비례한다.

3. 두 전기력선은 서로 교차할 수 없다.

 

 

전기력선의 성질

 

▶ 전기력선의 일반적인 성질

1. + 극에서 시작, -극으로 끝난다.

2. 전기력선은 굴절하지 않고 직진한다.

3. 전기력선은 어느 면과 직교한다.(폐곡면, 또는 폐곡선을 만들지 못함)

4. 전기력선은 전위가 높은곳에서 낮은곳으로 향한다.

5. 서로 다른 종류의 전하 사이에서는 전기력선이 이어지며 잡아당기는 힘이 작용한다.

6. 서로 같은 종류의 전하 사이에서는 전기력선이 이어지지 않고, 미는 힘이 작용한다.

7.      $ \frac{dx}{E_{x}} =  \frac{dy}{E_{y}} =  \frac{dz}{E_{z}}$

 

 

 

 

 

 

예제문제

 

Q. 전기력선의 기본 성질에 관한 설명으로 틀린 것은?   3

1. 전기력선의 방향은 그 점의 전계의 방향과 일치한다.

2. 전기력선은 전위가 높은 점에서 낮은 점으로 향한다.

3. 전기력선은 기 자신만으로도 폐곡선이 된다.

4. 전계가 0이 아닌 곳에서는 전력선은 도체 표면에 수직으로 만난다.

 

Q. 전기력선의 특성 중 옳은 것은?   3

1. 도체 내부에 존재한다.

2. 전기장의 크기가 클 수록 밀도가 높다.

3. 전기력선은 전기장의 방향과 항상 평행하다.

4. 전기력선은 음전하에서 시작해 양전하로 끝난다.

 

Q. 전기력선의 성질에 해당하지 않은 것은?   3

1. 전기력선은 정전하에서 시작하여 부전하에서 끝난다.

2. 전기력선은 전하가 없는 곳에서는 전기력선의 발생, 소멸이 없고 연속적이다.

3. 전기력선은 도체 표면에만 존재한다.

4. 전기력선의 방향은 그 점의 전계 방향과 일치한다.