Boundary Condition   전계 경계조건, 자계 경계조건

1. 전계,자계 관련 경계조건

  ※ [참고]  대부분의 물리 문제에서, 
     - 그 내부 또는 이전 상황을 모두 알지는 못해도,
     - 국소적으로 상황을 집약시킨 `초기조건 또는 경계조건` 만으로,
     - 그 나머지 상황을 유추하는 중요 실마리가 됨

  ㅇ 즉, 매질 경계면에서,
     - 경계면 한쪽의 전계,자계의 경계조건을 알면, 
     - 경계면 다른 쪽의 나머지 영역에서도 이를통해 알 수 있음 (유추해 볼 수 있음)


2. 전계 경계조건

  ※ 두 매질 경계면에서 전기장 또는 전속밀도가 만족해야 할 조건

  ㅇ 도체, 진공(εr=1인 특별한 유전체 : 자유공간) 간의 경계(면 )
     - 도체 내부 및 표면
        . 도체 내 전기장, 전하  :  Ein = 0, ρin = 0
           .. (동일 유형 전하는 쿨롱 힘에 의해 서로 밀려나 표면으로 이동함)
        . 도체 표면 전하밀도  :  ρs      ☞ 완전 도체 참조
     - 접선 성분의 연속성
        . 전기장 접선 성분  :  Et = 0
     - 법선 성분의 연속성
        . 전기장 법선 성분  :  En = ρs/εo

      

  ㅇ 도체, 유전체 간의 경계(면)
     - 도체 내 전기장    : E = 0
     - 도체는 등전위체, 도체 표면은 등전위면

      

  ㅇ 유전체, 유전체 간의 경계(면)
     - 전기장 접선성분   : E1t = E2t
     - 전속밀도 법선성분 : D1n = D2n

      

     - 전기장 굴절법칙 (Law of Refraction) : tanθ1/tanθ2 = ε1/ε2


3. 자계 경계조건

  ※ 두 매질 경계면에서 자기장 또는 자속밀도가 만족해야 할 조건

  ㅇ 자계 접선성분        : H1t = H2t

  ㅇ 자속밀도 법선성분    : B1n = B2n


4. 경계면에 소스(source)의 존재시 및 부재시

  ㅇ 존재시에, 경계면에서,
     - 정 전계 : 표면 전하밀도 있게됨
     - 정 자계 : 표면 전류밀도 있게됨

  ㅇ 부재시에,
     - 전속밀도,자속밀도의 법선 성분 :경계면에서 연속임
     - 전계,자계의 접선 성분 : 경계면에서 연속임