Mass Conversation, Continuity Equation, Charge Conservation   질량 보존, 질량 보존법칙, 연속 방정식, 전하량 보존의 법칙, 전하 보존 법칙

(2017-10-30)
1. 질량,전하의 `보존성` 및 `연속성`

  ㅇ  보존성
     - 물질 또는 전하가 홀연히 나타나거나 사라지지 않음
        . 대상 체적에서 빠져나가는, 유입되는 물질 또는 전하가 같음을 의미

  ㅇ 연속성
     - 물리량 보존과 관련된 미소(微小) 관점의 공간적 및 시간적 흐름의 연속성을 나타냄


2. 질량의 보존 (Mass Conversation) = 질량 보존 법칙

  ㅇ 총 질량이 일정함
     - 질량이 생성되거나 소멸되지 않음
        

  ※ [참고] 한편, 화학반응에서의 질량보존은 ☞ 질량보존법칙 참조

  ㅇ 질량 연속방정식 (Mass Continuity Equation)
     - 물질이 보존되는 공간에서 물질(질량)의 연속성을 나타내는 방정식
        . 입자 농도시간 변화율 = 유량밀도발산율(발산 또는 소멸)
          
           .. 농도시간 감소 = 해당 영역에서 유량밀도 발산(+)
           .. 농도시간 증가 = 해당 영역에서 유량밀도 소멸(-)
        . (내부 질량 시간 변화율) = (유입 질량 전달율) - (유출 질량 전달율)  


3. 전하량의 보존 (Charge Conservation) = 전하 보존 법칙

  ㅇ 총 전하량이 일정함
     - 한정된 공간 내에서의 총 전하량은 변하지 않고 보존된다는 법칙
        . 즉, `전하는 그 내부에서 결코 홀연히 발생되거나 소멸되지 않음`
           .. 다만, 반도체에서 두 대립되는 전하로써 전자 정공 쌍(EHP)의 생성과 재결합이
                    있어서 전류 흐름에는 영향을 미치나, 원자 단위의 총 전하량은 보존됨
     - 例) 전하량 보존 관계로부터, Kirchhoff의 전류법칙이 나타남


4. 연속방정식

  ㅇ 연속방정식은, 질량,전하 보존법칙을 미소 체적에서의 흐름에 적용한 것
     - 농도시간,공간에 따른 변화를 나타내는 방정식
        . 연속방정식은 항상 물리량의 보존을 나타내는 방정식
     전류 연속방정식 (Current Continuity Equation)
     - 미소 체적 내 전하 보존에 따른 전하 흐름(전류)의 연속성을 나타냄

     - 전류밀도 발산율 = 전하시간 변화율
        

  ㅇ 등호 양변의 관계 : 흐름밀도(유출입유동량)의 기울기 = 농도시간 변화율

     - 흐름밀도기울기가 있으면, 시간에 따른 입자 농도변화율을 보임
        . 또는, 공간에서 농도시간변화율이 있다면, 입자 농도기울기가 반드시 있게됨

     - 농도시간적 변화율이 있다면,
        . 물리량 보존을 위해 입자 농도시간에 따라 변화함(유동,움직임)을 내포
           .. 이 변화는 입자이동 현상에 의하거나, 
           .. 전하 입자의 경우에 전하 쌍의 재결합 또는 생성에 의할 수도 있음


[보존 법칙] 1. 보존 법칙 2. 운동량 보존법칙 3. 에너지 보존법칙 4. 역학적 에너지 보존법칙 5. 열역학 에너지 보존법칙(열역학 제1법칙) 6. 질량,전하 보존법칙
  1.   기술공통
  2.   기초과학
        1. 과학
    1.   수학
    2.   물리
      1.   물리량
      2.   보존 법칙
        1.   1. 보존 법칙
            2. 운동량 보존법칙
            3. 에너지 보존법칙
            4. 역학적 에너지 보존법칙
            5. 열역학 에너지 보존법칙(열역학 제1법칙)
            6. 질량,전하 보존법칙
      3.   힘의 종류
      4.   운동학
      5.   일,에너지,운동량,충격량
      6.   원자구조/성질
      7.   양자 물리학
      8.   상대성이론
      9.   방사선물리
      10.   물리기타일반
    3.   화학
    4.   지구,천체 과학
    5.   생명과학
  3.   진동/파동
  4.   방송/멀티미디어/정보이론
  5.   전기전자공학
  6.   통신/네트워킹
  7.   정보기술(IT)
  8.   공업일반(기계,재료등)
  9.   표준/계측/품질
  10.   기술경영

 
        최근수정     참고문헌