Electromagnetics   전자기학

(2019-08-03)

전기자기학, Electromagnetism, 전자기, 전기 자기

1. 전자기학 (電磁氣學, Electromagnetics)전자기적인 신호 또는 에너지의 발생,전송,수신,처리,변환,저장 등의 기본원리를 다룸
     - 주로, 정지 및 이동 전하의 영향을 연구하는 학문

  ※ 전자기학은 뉴턴 역학과 함께 고전 물리학의 양대 축을 이루는 기초 학문 임
     - 다만, 이 둘은 본질을 추구하는 본질론이 아닌, 현상을 통일적으로 설명하려는 현상론 임


2. 전자기학 주요 분야 및 설명

  ㅇ 전기량 정의
     - 전하과의 관계(쿨롱의 법칙)로부터 전기량을 정의하며 이론 전개
  ㅇ 정적인 전기장(Electrostatics)/자기장(Magnetostatics)의 기본 법칙
     - 전기적/자기적 장(Field)을 정의하며,
        . 전기장 : 전하에 의해 만들어짐
        . 자기장 : 움직이는 전하 혹은 전류에 의해 만들어짐
     - 실험 법칙 소개 및 이론 전개

  ※ 전기(Electricity) 및 자기(Magnetism)는 동떨어진 현상이 아니라, 
     - 전자기 현상(Electromagnetism)이라는 하나의 현상의 두 가지 측면임
     * 고대로부터 자기학,전기학은 원래 별도로 발전하여 오다가,
        . 1820년 Oersted에 의해 도선에 흐르는 전류자기력선을 발생시킨다는 것을
          알면서부터 서로 관련지어 발전하게됨
     * 1837년 영국 패러데이 실험, 1873년 맥스웰의 이론으로써,
        . 전자기 현상을 통일적으로 파악하게 됨

  ㅇ 전자기유도전류 간의 상호작용 연구
     - 응용 例) 발전기,전동기전기기기전자기파의 기본 이론 및 그 현상 등을 설명
     - 맥스웰방정식 설명
        . `전자기 현상에 대한 모든 면을 통일적으로 설명` 기술하고 있는 `연립 편 미분방정식`
     - 응용 例) 도파관,안테나,레이더
3. 전자기학에서 주요 법칙들

  ㅇ 두 점 전하 간에 작용하는 전기력 : 쿨롱의 법칙
  ㅇ 폐곡면 상의 전기장과 내부의 전하량 간의 정량적 관계 : 가우스 법칙전류에 의해 발생되는 주변 자기장과의 관계 : 비오-사바르 법칙폐곡선으로 형성된 자기장과 그 내부를 통과하는 전류와의 관계 : 암페르의 법칙시간에 따라 변화하는 자기장 : 패러데이 법칙


4. 전자기학 문제에 대한 접근방법실험적인 방법
  ㅇ 해석적인 방법(전통적) : 정확한 해를 찾으려고 함
  ㅇ 수치적인 방법(수치적) : 근사적인 해를 찾으려고 함    ☞ 수치 전자기학 참조


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