고급물리:전위 편집하기

{{현재 교육과정:고급물리}}
==배우는 이유==
{| class="wikitable"
!흥미적
이유
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*

===출발질문(마지막까지 학습한 후에 대답해보세요~)===

#우리가 일상적으로 사용하는 전압의 역할은 무엇인가?
#전압은 전기장과 어떻게 연관되는가?

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!직업적
이유
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*전기기사, 전자기사 등 기사가 되기 위해. 기사는 간지나니까.
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!학문적
이유
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*전기를 흐르게 하는 것을 전압이라고 생각했으나, 실제로 전하에 힘을 가하는 것은 전기장이었다. 전기장과 전위는 어떤 관계가 있을까?
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!너희들은?
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!배워야 할 것
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==도입==
<youtube>https://www.youtube.com/watch?v=sr4sjje1c08</youtube>
==학습==
===영상===
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!수업
!영상
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==수업요약==
===핵심개념===
{| class="wikitable"
!개념
!설명
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|전위
|전기장으로 인한 전기력은 중력과 그 형태가 굉장히 유사하다. 중력에서와 유사하게 전하의 배치를 위해 일을 해주어야 하고, 이로 인해 전하가 갖게 되는 위치에너지가 있다.
중력에서와 다른 점이라면, 한 전하가 만드는 퍼텐셜에너지의 근원에 대해 다루고, 이 근원을 전위라 부른다.

<math>\textstyle \int_{x_1}^{x_2} dW =  \textstyle \int_{x_1}^{x_2} -\overrightarrow{F}\cdot d\overrightarrow{s}</math> 였다면 양 변을 q로 나누어주어 <math>\textstyle \int_{x_1}^{x_2} dV =  \textstyle \int_{x_1}^{x_2} -\overrightarrow{E}\cdot d\overrightarrow{s}</math> 의 관계가 있다.

점전하에 의해 만들어지는 주변 전위는 <math>V= \frac{1}{4 \pi \epsilon_0} \frac{q}{r}</math> 이다.

이것이 전류에서 다루던 전압의 정체. 전압의 실체는 전기를 밀어내는 압력이 아니라 퍼텐셜이었다!

ps. 도선이 2배 길어지면, 양 끝의 전위는 일정하므로 도선 내의 전기장이 약해진다.

ps. 사람마다 다르지만.. 퍼텐셜 에너지와 구분하여 '퍼텐셜'이라 부르기도 한다.
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|정전 차폐
|정전기적 평형상태인 도체 내부에서 전기장은 없다. 만약 전기장이 있다면 도체 내부의 자유전자가 움직일 것이고, 이는 처음 가정인 정전기적 평형상태에서 벗어난다. 귀류법.
예시) 오래된 금속 엘리베이터에서 통화가 잘 안됨, 전자레인지의 전파가 밖으로 빠져나오지 못함.(구멍이 파장보다 작아서. 가시광선은 빠져나옴.), 번개칠 땐 비행기, 차 안에 있기. 고급형 영상 라인은 차폐실드가 있음. 안테나 전선, 전자기기 케이스(플라스틱으로 된 본체는 보지 못했을걸...?), 전자 실험실, 정전차폐 가방(민감한 부품이나 EMP 대응)

ps. 피뢰침이 번개를 잘 유도하는 이유.(feat. 나무 아래도 위험해;;, 평지에서 우산을 들고 있다면...?)
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|등전위면
|중력 위치 에너지는 높이에 따라 달라진다. 지도에서 산을 표현할 때 등고선을 이용하듯, 퍼텐셜을 표현하기 위해 등전위면을 사용한다.
복잡한 전기장 내부를 관찰하거나 특정 전하가 어떤 형태인지 알기 위해. 간접적으로 전기장이 어느 방향으로, 어느 정도 크기일지 알 수 있다.(등전위면의 간격, 모양)

특징 : 등전위면을 따라 전하를 이동시키는 데엔 일이 필요하지 않다.(등전위면과 나란한 성분으론 전기장 없음. 즉, 전기장은 등전위면에 수직함. 중력이 등고선에 수직한 것과 유사함.)
|}
===전개질문===

#가우스 법칙을 써먹을 수 없는 상황은 어떤 상황일까?

===도착질문===

#가우스의 법칙이 중력장에도 적용될까? 그 이유는 무엇일까?

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==학생들의 질문==
===분류하지 않은 질문===
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!분류
!질문
!대답
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|호기심
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=더 나아가기=
교과 내용이 너무 쉬워서 더 공부하고 싶은 사람들은 보세요~

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{{접기

|제목=보기 전에 먼저 생각해보세요~

|내용=
|형태=mw-collapsed toccolours}}
===수업 후, 흥미로운 것===
시간이 남을 때에만 보세요~

번개 맞았을 대 가장 안전한 복장은?

<youtube>https://www.youtube.com/watch?v=cC3I0b5AuR4</youtube>

<br />
=답=
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=생기부 기록 예시=
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!선생님코멘트
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=각주=
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