1. `전기력 선` 또는 `전기장 선속` ψE
ㅇ 전기력 선 (Electric Line of Force)
- 전계(전기장)의 `힘`을 나타내는 가상의 선 (전기장 역선,力線)
. 전기장 정의가 힘에서 도출됨 : E = F/Q
ㅇ 전기장 선속 (Flux of Electric Field Intensity)
- 전기력선의 다발(집합)을 의미
ㅇ 전기력선의 수는,
- 동일한 전하량(Q)에 의해 발생한 전기장 선속(ψE)이라도,
- 공간적 성질 즉, 매질 특성(ε)에 따라 전기력선의 수가 달라질 수 있음
- 즉, ψE = ∮E·dS = Q/ε
ㅇ `전기력선` 또는 `전기장 선속` 또는 `전기장` 단위 : [N/C]
2. `전기장 선속 ψE` 및 `전속 ψD`의 물리적,수학적 개념 비교
ㅇ 전기력선 또는 전기장 선속은 일종의 역선(力線) 개념으로 공간적 성질을 반영
- 텅 빈 공간에 전하를 가져오면, 그 공간은 전기장을 갖는 공간으로 성질이 바뀜
ㅇ 만일, 기존에 매질이 있었다면,
- 이때의 공간 매질 특성(ε)에 따라 전기력선 수가 달라짐
ㅇ 이러한 변경성에 대처하기 위해, 공간 매질 특성을 내재시킨 또다른 수학적 표기가 필요함
- Micheal Faraday가 그의 실험적인 고찰에서,
- 힘(力)의 계(界)인 전계를 수학적으로 가시화하는 방법으로써,
- 순전히 수학적인 `전속`이라는 개념을 도입함
ㅇ 따라서, 전속선은,
- 실제로 존재하지 않지만,
- 전기장을 독립적으로 나타내 보이기에 상당히 유용하고,
- 전계의 힘(力)의 계(界) 뿐만 아니라, 매질 영향까지도 내재시킨,
- Flux(선속)의 개념
ㅇ 결국, 전속은,
- 물리적인 매질과 관계없이 선속 만을 나타내기 위한 순전히 수학적인 개념 임
. 즉, 전속은 공간 매질 특성과는 독립적으로 취급 가능
3. 전속,전기선속 (Electric Flux) ψD
ㅇ 전속의 정량화
- 전속은 전하의 양(量)에 만 관련시킴
. 그 크기가 전속선이 시작되는 전하에 의해서 만 결정됨
. 1[C]의 전하에서 1개의 전속선이 발생하는 것으로 함
ㅇ 전속의 표현식 : ψD = ∮D·dS = Q [C]
ㅇ 전속의 단위 : [C] 또는 [Coulomb]
- Q[C]의 전하에서 발생하는 전속은 ψD = Q[C]가 됨
4. 전속밀도(Electric Flux Density) D = εE
ㅇ 단위 면적을 직각으로 관통하는 전속선의 수를 전속밀도라고 함
- 즉, 전속 ψD의 단위면적당 밀도를 나타내는 벡터량
ㅇ 전속밀도 단위 : [C/㎡]