물리학:전기장과 전기력

틀:22개정 물리학 단원 보기

1단원. 역학과 에너지

1. 물리학:힘의 상호작용
2. 물리학:역학적 에너지 보존
3. 물리학:열에너지

2단원. 물질과 전자기장

1. 물리학:전기장과 전기력
2. 물리학:소비전력
3. 물리학:축전기

3단원. 파동과 정보 통신

배우는 이유

흥미적 이유	출발질문(마지막까지 학습한 후에 대답해보세요~) 접촉하지 않아도 어떻게 힘이 작용할 수 있을까?
직업적 이유	각종 이공계 학문의 기초.
학문적 이유	장(field) 개념은 현대 물리학의 핵심 언어 전하, 쿨롱 법칙 중첩 원리
너희들은?	전기장과 전위는 현대 전자기 문명의 설계도라고 말할 수 있을 것 같습니다. 대부분의 첨단 기기는 전기장의 세기와 전위차를 정밀하게 조절하여 작동합니다. 이 원리를 알아야 전기를 단순한 현상이 아닌 통제 가능한 에너지로 다룰 수 있습니다. 자연현상을 힘이 아니라 ‘장’으로 기술하는 물리학의 핵심 사고방식을 배워야 합니다. ---> 네, 현대 전기 문명의 설계도로서의 가치가 있죠. 반도체, 통신, 이외 전동기 산업의 기초. 동생이나 친구들이 전위차나 전기장에 대해서 배워야하는 이유는 이를 모르면 왜 건전지를 끼워야 기기가 작동하는지, 왜 전선만 연결한다고 전기가 흐르지 않는지 근본적으로 이해할 수 없기 때문이라고 생각합니다. 전기력을 매번 쿨롱 법칙으로 계산하면 복잡해진다. 그래서 공간에 전기장을 먼저 정의해 두면 문제를 단순화할 수 있다. --> 효율의 측면에서 잘 보았습니다. 솔직히 이 분야는 과학을 전공하는 것 아니면 쓸 일이 거의 없다고 생각한다. 왜냐하면 일단 일상생활에서 이 이론들을 활용할 일이 없고 이와 관련된 현상들은 눈에 보이도록 뚜렷하게 볼 일도 없다. --> 모든 사람이 물리학자가 될 필요는 없으니까요! 맞아요! 하지만, 님들은 화학을 하거나, 생물을 하거나, 지구과학 쪽으로든 나갈텐데... 어디서든 쓰임 ㅜㅜㅜ
배워야 할 것	쿨롱의 법칙을 기반으로 전기장, 전위 등이 어떻게 유도되는지 쿨롱 법칙인 것 같습니다. 왜냐하면 굉장히 많이 나오기 때문 입니다. 힘은 물체가 직접 주고받는 게 아니라, 공간을 통해 전달된다는 관점 전환이 가장 중요한 것 같다. -> 와우! 전하가 주변 공간의 성질을 변화시켜 전기장을 형성하고, 그 안의 입자는 전하량과 위치에 따른 에너지를 갖는다. 전기장은 다른 전하에 힘을 전달하는 매개체가 되며, 전위는 공간의 각 지점이 가진 에너지 수준을 의미한다. 전위차에 의해 전하의 이동 방향이 결정된다. 양전하에서는 전기장 방향이 나가는 방향, 음전하에서는 전기장 방향이 들어오는 방향 으로 정의됐던것을 꼭 배우고 기억해야 된다고 생각한다. 평소에서의 물리와 다르게 ‘이렇게 약속하자!!’라고 하였기에 기억하고 사용할만하다고 생각하고, 전기력 문제를 풀려면 꼭 필요하다.. --> 조금 말이 이상하긴 하지만;

학습

영상

수업	영상

수업요약

핵심개념

개념	설명

전개질문

1. 한 점에서 전기장이 0이면, 힘도 항상 0일까?
2. 접촉하지 않아도 어떻게 힘이 작용하는 것일까?(전기장, 중력장)

도착질문

1. 전기장이 0이면 전위도 항상 0인가? 전위가 0이면 전기장도 항상 0인가?

학생들의 질문

수업 중 떠오른 질문

학생 질문	교사 코멘트
왜 같은 전하끼리는 밀고 다른 전하끼리 끌어당길까?? 전기장은 실제로 존재할까? 아니면 개념일까?	그걸 장으로 설명하고 있죠. 사실, 장도 설명의 도구.. 어쩌면 인간이 인위적으로 만든 것이라 볼 수 있습니다. 그런데;; 전자기파를 장의 변화로 설명하고 이게 또 꽤 잘 먹혀요;;! 만약 우리가 장님이라면.. 촉감도 사용할 수 없다면.. 다른 어떤 방법으로(예컨대 소리를 듣거나) 누군가의 손가락은 5개다 라는 가설을 세워서 현상들을 설명할 수 있겠죠. 전기장, 중력장, 에너지 같은 개념들이 이런 식으로 만들어져 발전되어가는 개념입니다. 물론 언제든 더 좋은 모델이 나타난다면 무너질 수 있겠지만요!
모든 전자기 관련 문제를 F = qE로 풀 수 있을까?	네, 모든 역학 문제를 F=ma로 풀 수 있듯이요! 그러나 효율성에서 좋지 못하죠;; 현실에선 계산력 문제도 있구요.
중력장과 전기장은 비슷한 수식을 가지는데, 왜 중력에는 척력이 없을까?	그러게요, 이것도 참 신기한 일이에요. 반입자들은 전하량도 반대인데, 모두 동일하게 중력을 갖고 있고 인력만 보여주니까요!!
전기장이 0인 지점에서는 정말로 아무 일도 일어나지 않을까? 안정한 상태일까? 전기장이 0인 지점은 항상 안정한 위치일까, 아니면 불안정할 수도 있을까?	전기장 외의 힘들이 없다면 안정적인 상태라 보아도 되지 않을까요? 적어도 전기적으론 안정적인 상태.
시간에 따라 변하는 전기장에서도 같은 식 F=qE가 성립할까?	네, 그 순간에 형성된 전기장에 의해 힘을 받으니까요! 시간에 따라 달라지는 나의 주먹도 너의 얼굴에...?
전기력이 사라진다면 세상은 어떻게 될까?	오....... 원자 자체가 있을 수 없을듯. 세상엔 전자와 오직 원자핵들만..!
전기력선과 등전위선은 항상 수직이라던데 왜 그런건가요?	등고선을 생각해보면 좋아요. 등고선은 사실.. 등위치에너지선이죠. 위치에너지가 낮아지려는 방향으로 힘이 작용하듯, 전위가 낮아지는 방향으로 전기장이 형성됩니다.
전위가 같은 지점들을 따라 이동하면 왜 일이 0일까?	위에 이어서! 등고선을 따라가면 위치에너지에 변화가 없죠. 즉, 한 일도, 받은 일도 없습니다! 전위도 같은 방식으로!
전하 배치에 따라 전기장과 전위 분포는 어떻게 달라질까? 전하를 띄는 물체 여러 개가 있을 때 전기력이 0인 지점의 개수와 위치를 알 수 있을까? 여러 전하가 만드는 전기장은 한 공간에서 서로 더해지거나 상쇄될 수 있는데, 그렇다면 실제 복잡한 상황에서는 어떻게 계산할까? 전기장이 여러 개 작용하는 경우에도 힘의 합성처럼 풀면 되나요? 중력장과 전기장이 같이 작용하는 공간에서의 힘은 어떻게 구할까?	기본적으로 중력장은 중첩됩니다. 마찬가지로 전기장도 중첩되는 성질이 있어요. => 쿨롱의 법칙으로 개별 입자들이 만든 전기력을 다 합치면 해당 지점에서의 힘을 구할 수 있습니다. 그걸 q로 나누면 합성 전기장~ 기대하세요~ 고급물리에서 적분과 함께 구하게 될거에요~
장과 파동은 무엇이 같고 다른 것일까?	어디까지나 모델인데, 장은 질료? 재료라면, 파동은 현상이죠.
왜 전자는 전위가 낮은 곳에서 높은 곳으로 이동할까?	전자도 무조건 위치에너지가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동해요. 전위에 -전하를 곱하면 전위가 낮은 곳이 위치에너지가 높은 곳이 되어버리죠!
왜 전류 방향과 전자의 이동 방향은 반대일까? 전류 방향을 왜 그렇게 정의했을까?	프랭클린이 + - 를 임의로 이름붙였고, 한참 있다가 실제로 움직이는 게 -임을 밝혀내게 됩니다. 그런데, 이미 전자기학이 상당히 자리 잡은 상태였고, 전류의 방향만 바꾸면 모순 없이 작동했기에, 굳이 바꾸지 않고 그대로 쓰고 있습니다. 그리고 전류의 방향이 현재와 같아야 기억하기도 쉽다;;;? ex) 오른손 법칙.(오른나사법칙)
왜 1C 전하는 그렇게 정의되었을까? 전기장의 정의에서 왜 +1C를 기준으로 할까?	우리 단위 하면서 했는데;;; 일상에서 쓰기 편한 양을 1A로 정하고 거꾸로 1C이 정의됨.
전위가 0을 어디로 잡는지는 왜 마음대로일까?	전위 차이만 유의미하기 때문.
쿨롱 법칙과 만유인력이 비슷한데 같은 힘 아닐까? 중력장과 전기장의 차이점은 무엇일까?	수학적으로 완전 같은 형태라 둘을 엮으려 100년 넘게 노력하고 있으나, 아직도 통일장 이론은 나오지 X 공통점: 둘 다 거리의 제곱에 반비례 - 둘 다 장 개념으로 표현 가능 👉결정적 차이 중력: 항상 인력 (질량은 +만 존재) 전기력: 인력 + 척력 (전하는 +, - 존재) 👉 결과적으로 - 중력 → 구조를 모으는 힘 - 전기력 → 구조를 다양하게 만드는 힘 👉 그래서 우주의 구조 자체가 달라짐
전기장이 시간에 따라 변하면 바로 전달될까? 멀리 있는 전하 변화는 즉시 영향을 줄까?	정답: “즉시 X” → 변화는 **빛의 속도(c)**로 전달됨 👉 즉 - 멀리 있는 변화는 “시간 지연” 있음 👉 이게 중요한 이유 - 전자기파 - 상대성이론 까지 연결됨 거의 현대물리 입구임 ㅋㅋ(아님; 수식적으로는 일반상대론 해야 이해 됨;;;) 전자기 끝에 맥스웰방정식 배우면 빛의 속도를 유도할 수 있는데, 특이하게도, 속도나 다른 변수의 함수가 아니라 그냥 상수가 유도됨;;;
전기 퍼텐셜 에너지를 Fd로 계산해도 되나? 힘이 변하는데 단순 계산 가능한가?	힘이 일정 → W = Fd 가능 힘이 변함 → ∫F dx 해야 함
자기부상열차는 곡선도 가능할까?	곡선이 안되면 어떻게 열차가 성립하지;;;?
자기장으로 공중부양 가능할까?	옛날에 이그노벨상으로 개구리를 자기장으로 띄우는 것이 있었음;;;
양전하와 음전하가 뒤바뀌면 어떻게 될까? 모든 물체가 전하를 띠면 세상은 어떻게 될까?	상상력 좋다 👍 👉 핵심: “조건을 바꾸면 법칙의 의미가 드러남” - +, - 바뀌어도 물리 법칙 자체는 동일하게 유지됨 (대칭성) 👉 모든 물체가 전하 띠면? - 엄청난 전기력 → 지금 구조 유지 불가 - 물질 구조 자체 붕괴 가능 👉 즉 지금 세계는 “균형 상태” 모든 물체가 전하를 띠면 다 해체되겠지요??!
전기력의 방향이 없을 수 있을까?	방향이 없다? → 그건 힘이 아님 (스칼라)

상위개념 및 개쩌는 질문

분류	질문	대답

별로인 질문

분류	질문	대답

해결하지 못한 질문

분류	질문	대답

코멘트 및 후배들에게

질문	대답

더 나아가기

교과 내용이 너무 쉬워서 더 공부하고 싶은 사람들을 위하여.

보기 전에 먼저 생각해보세요~

수업 후, 흥미로운 것

시간이 남을 때에만 보세요~

답

접촉하지 않아도 어떻게 힘이 작용하는 것일까?(전기장, 중력장)

학생 답변	교사 코멘트
전하나 질량은 주변 공간에 전기장이나 중력장을 만들고, 다른 물체는 그 공간에 들어왔을 때 그 장에 의해 힘을 받는다. 힘은 직접 전달되는 것이 아니라 장을 통해 전달된다. 전하를 둘러싼 주위공간에 전기장을 형성하기 때문에 접촉하지 않아도 전기력이 작용한다. 중력도 비슷하게 장을 형성하기 때문일 것 같다. 물체는 주변 공간에 전기장이나 중력장 같은 장을 만들어 공간의 성질을 바꾼다. 그래서 다른 물체가 그 공간에 들어오면, 직접 접촉하지 않아도 이미 형성된 장에 의해 힘을 받게 된다. 즉, 힘은 물체가 아니라 공간을 통해 전달되는 것이다. 전하가 주변 공간의 물리적 성질을 변화시켜 전기장, 중력장을 형성하기 때문입니다. 전기장이 직접 닿지 않아도 힘을 전달하는 매개체 역할을 하며, 그 공간 안에 놓인 다른 물체와 상호작용하여 전기력이나 중력을 발생시키셔서이다.	정확합니다~! 원격 작용을 설명하기 위해 패러데이 아저씨가 '장'이라는 모델을 이용하여 설명했어요.
물체가 주변공간의 물리적 성질을 변화시키기 때문이다.	조금 더 구체적이면 좋을듯?!
접축하지 않아도 특정 장(범위) 내에서 영역전개하듯이 힘이 작용한다 두 물체 사이에 작용하는 힘이기 때문에 굳이 접촉하지 않아도 힘이 작용할 수 있다. (영역전개)	장은 곧 그 물체의 힘이 지배하는 영역이라고 볼 수 있죠. 자신의 법칙이 지배하는 영역. ps. 교과서에선 전기장을 깔끔하게 그리지만, 실제로는 서로의 장이 영향을 미쳐 장을 일그러뜨립니다. 술식중화처럼. ps. 영역전개라는 아이디어 전에 고유결계, 공상구현화라는 게 있었다능;
힘은 공간을 타고 흐르는 파동처럼 전달되기 때문이다.	장을 물리적 실체처럼 생각했네요. 실제로 잘 먹히는 사고입니다.
접촉하지 않으면서 힘은 전기 장이라는 장을 통해 에너지가 전달되어서 공간에 형성된 장이 에너지를 전달하기 때문입니다. 전기장과 중력장에서 장이 에너지를 전달해 힘을 작용시키는 것 같다.	틀린 이야기는 아니지만, 우리가 지금 이야기하는 것은 힘에 대한 것이기 때문에, 여기에서 적절한 답변은 아닌 것 같아요.
중력장에의해 공간이 휜다고 들었는데 전기장도 그런 관점에서의 가능성이 있지 않을까 싶다 중력장의 경우 질량이 큰 물체가 공간을 휘게 만들어서 그곳으로 자연스럽게 빨려 들어가는 것이라고 알고 있고 전기장 같은 경우에는 전자기력에 의해 +극은 -로 -극은 +로 끌려가는 인력과 서로 같은 극 끼리는 밀어내는 척력 때문아닐까요? 질량이나 전하를 가진 물체는 주변 공간의 성질을 변화시키는데, 이를 '장'이라고한다. 즉, 전하가 만들어놓은 전기장이라는 공간의 왜곡 안에 다른 전하가 놓이게 되면서 그 지점의 에너지 상태에 따라 힘을 받게 되는 것이다. 중력장 역시 질량이 시공간을 휘게 만들어 그 곡률을 따라 힘이 전달되는 것과 같다. 공간의 왜곡? 전기장도 비슷하지 않을까요??	중력에서 배운 공간의 휨 개념을 전기장까지 확장. 실제로 아인슈타인 이후의 현대 물리학은 모든 힘을 이런 기하학적인 관점으로 설명하려는 시도를 계속하고 있어요오~ 전기장이 공간의 휨과 연결되진 않은 듯한데, 꼭 3차원 공간이 아니더라도 무언가를 휘었기 때문에 끌려가는 것이 아닐지...! 초끈이론 등 다른 이론에선 우리가 4차원 이상의 차원에서 살고 있다고 말하고 있으니까요!
만유인력의 법칙이나 쿨롱의 법칙에 의해 힘이 작용한다. 만유인력과 전기력 공식을 보면, 만유인력은 질량을 가진 물체면 그 물체들 사이에 작용하는 힘이고, 전기력은 전하를 가진 물체면 그 물체들 사이에 작용하는 힘이다. 따라서 접촉하지 않아도 질량과 전하만 가져도 물체들끼리 힘이 작용한다.	공식은 현상을 '요약'한 것이지, 힘이 발생하는 '이유' 그 자체는 아니에요. "공식이 있으니까 힘이 작용한다"기보다는 "공간을 통해 힘이 전달되기에 그런 공식이 성립한다"가 더 자연스럽겠죠?
두 물체 사이에 전자가 이동하면 전자를 잃은 물체는 +전하량이 -전하량보다 많아지므로 +전하를 띠게 되고 전자를 얻은 물체는 반대로 -전하를 띠게 된다. 이렇게 전하를 띠게 된 물체 사이에 전기력이 작용하여 전기장이 형성하기 때문이다.	문맥에 맞지 않고; 결국 어떻게 힘이 작용하는가에 대한 답변은 되지 않습니다;
전기장과 중력장 모두 전기력과 중력이라는 작용 범위가 무한대인 힘이 작용하기 때문이다. 이 두 힘들의 근원은 아직 밝혀지지 않았다? 아직 정확한 이유는 밝혀지지 않은 것으로 알고있습니다.	힘의 궁극적인 근원은 연구 중일 수 있지만, '장'이라는 개념을 통해 힘이 전달되는 방식은 현대 물리학에서 매우 명확하게 설명하고 있답니다. 우리가 배우는 이 '장'이 바로 그 답이에요!
자기력, 중력등이 작용하면 접촉하지 않아도 힘이 작용한다 전자기력에 의해서 인력, 척력이 작용한다. 전기장과 중력장에의해 전기력과 중력이 작용한다 정전기적 인력이나 반발력 또는 중력 등으로 인해 접촉이 없어도 힘이 작용할 수 있다.	[별로인 답변: 단순 반복 및 순환 논리] "닿지 않아도 힘이 작용하는 이유는 닿지 않아도 작용하는 힘이 있기 때문이다" 식의 답변입니다. '어떻게(How)' 전달되는지, 즉 '공간의 상태 변화'라는 핵심 키워드를 넣어서 다시 생각해 봅시다. "애는 착해"

한 점에서 전기장이 0이면, 힘도 항상 0일까?

학생 답변	교사 코멘트
힘은 F=qE인데 E=0이면 0이다. 왜냐하면 먼저 수식에서 확인 할 수 있는데 F = qE 이기 때문에 E가 0이면 항상 F 도 0이 되기 때문이다. F=qE이기에 전기장(E)이 0이라면 해당 지점에 놓인 전하량(q)에 상관없이 전기력(F)은 반드시 0이 될 것이다. 한 점에서 전기장이 0이면 그 점에 있는 전하가 받는 전기력도 0이다. F = qE이기 때문이다. 전기장이 없으면 전하가 있더라도 힘이 0이다 전기장이 0이라는 것은 힘이 작용하지 않음을 뜻하기 때문에 힘도 항상 0이 된다. 전기장이란 단위 잔하가 그 위치에서 받는 힘이기 때문에 전기장 0 이면 힘도 0이다 전기장의 크기는 전하에 작용하는 전기력의 크기이기에, 전기장이 0이면 작용하는 힘은 0이다. 전기장은 단위 전하가 받는 힘이므로 전기장이 0이면 그 지점의 전하가 받는 힘도 반드시 0이다. 즉 전기력은 전기장의 세기와 전하량의 곱으로 결정되기에 전기장 값이 0이면 전하량과 상관없이 힘도 0이 된다. F=qE 이므로 힘도 항상 0이다. 전기장이 0이라는 것은 그 지점에는 전하를 밀거나 당길 수 있는 공간의 성질 변화가 전혀 없다고도 할 수 있기 때문이다. 항상0이라고 생각한다. 왜냐하면 물체의 전하량에 상관없이 곱해지는 값이 0이기 때문이다. F=q*E이므로 전기장 E=0이기 때문에 F=0이다. 전기장이 형성되어 있지 않다면 전하에 전기력이 작용하지 않는다. 또한, 공식으로 생각해보면 E=F/q, F=Eq로 전기장이 0이라면 힘이 0일 수 밖에 없다.	전기력은 전하와 전기장의 상호작용이므로, 장의 세기가 0이면 전하가 무엇이든 전기력은 발생할 수 없다는 논리가 명쾌!!
전기력에 의한 힘은 0이지만 다른 외부힘이 가해지면 상황이 다를 것 같다 전기장이 0이면 전기적인 힘은 0이지만 합력은 0이 아닐 수 있다 항상 0이 아니다. 어떠한 지점에 전기장이 0이여도 중력이나 자기장이 작용할수 있기 때문이다. 전기적인 힘만 생각한다면 힘은 0이다. 왜냐하면 전기장이 0이면 qE=F에서 E가 0이되며 F 또한 0이 되기 때문이다. 전기력에서는 F=qE 이기 때문에 E가 0이되면 F도 0이 될 것이다. 그치만 모든 힘을 보았을 때, 전기력말고 다른 힘들은 충분히 작용할 수 있지 않을까 생각한다. 전기적인 힘은 0일텐데 중력이나 뭐 다른 힘이 작용할 수도 있으므로 아닐 것 같다 Eq = F이다. 이때 전기장이 0이면 힘도 0이 될 수 있을 것이라 생각합니다..??만 중력과 같은 다른 알짜힘이 작용할 수 있기 때문에 힘은 항상 0이 아니라고 생각할 수도 있지 않을까용 전기장이 0이면 그 지점에서 전하가 받는 전기력은 0이지만, 다른 힘(중력 등)이 존재하면 전체 힘은 0이 아닐 수도 있다 F= qE이기 때문에 전기력은 항상 0이다. 그러나 다른 외력이 작용할 수 있기 때문에 항상 0이라 할 수 없다. F=qE이다. 이때 E가 0이면 F도 0이 되기 때문에 전기력은 0이 될 수 있다. 하지만 중력등 전기력을 제외한 힘들이 존재하므로 알짜힘은 0이 아닐 수 있다. 중력 등 다른 여러 힘이 작용하는 조건이 있는지 확인할 필요가 있다고 생각합니다. F = qE이기에 전기력은 일단 0이 될 것이라고 생각합니다. 전기장의 식은 E = F / q인데, 전기장이 0이라면 일반적으로는 힘도 0이지만 전기력 외의 다른 힘이 작용한다면 알짜힘은 0이 아닐 수도 있다. F=qE 이므로 전기장이 0이면 전기력도 0일것이다. 근데 중력이나 다른 힘들은 받을 수 있지 않을까? 그렇게 생각하면 아닌것같기도…. F=qE이기 때문에 전기력은 0이지만, 물체에 다른 힘이 존재할 가능성이 있다. 예를 들면 중력?	오.... 함정에 빠지지 않고 다른 힘들도 잘 고려하였네욬ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ 그래서 문제에 이것저것 사족이 붙어요. 중력, 마찰은 무시한다든가, 공기저항은 무시한다든가.. 그래도 대부분 문제에선 맥락으로 어떤 게 무시되겠구나 파악이 될거에요~(결국 국어...! 책! 문해력!) 아니면 전기력이 0이라고 명료화 하든가.
한 점에서 전기장이 0이라면 그 점에 놓인 전하는 전기력을 받지 않으므로 힘은 0이 된다. 이는 전기력이 전하량과 전기장의 곱으로 주어지기 때문이다. 그러나 그 점 주변에서는 전기장이 0이 아닐 수 있어, 조금만 위치가 변해도 힘이 생길 수 있으므로 항상 안정한 상태라고는 할 수 없을 것 같다.	오, 특이하게 주변 상황까지도 생각했네요 ㅎㅎ "안정한 상태라고는 할 수 없을 것 같다." 요 언급에 대해선 상황에 따라 다르다.
아니다. 전기장의 수식은 E = F/q 인데 여기서 E가 전기장이므로 0 = F/q가 된다. 즉 F=0, q=0 두가지 경우가 나오므로 항상 성립하지는 않을 것 이다........?	아;; 뭔가 이상한데;;;
전하를 띄지 않으면 전기장이 없을 것이고 그 상태에서 힘이 작용하면 전기장이 없지만 힘은 있는 상태이지 않을까요	전기장은 대상 전하와 관련 없는, 공간에 대한 정보입니다. 전기장이 없으면 전기력도 없어요!
그점에 한해서 0이지 않을까 양자역학처럼 q1이 0이면서 1인 상태가 가능하지 않는 이상(근데 전자가 너무 작아서 현실세계에는 가능 할 수 도 있을 것 같다.)	현실세계에서 전기장이 완전히 없거나 중력장이 완전히 없는 공간은 없죠. 이론세계에서 질문을 했다면 해당 상황에 맞추어 답변을 해주어야 할 듯합니다~
힘이 여러방향에서 작용해도 결국 상쇄되어 0이되는 것이 맞다.	언어 구사력에 아쉬움. 문맥 파악에 아쉬움. "애는 착해"

왜 전기력, 퍼텐셜 에너지 등 기존에 쓰이던 물리량이 아니라 전기장과 전위를 따로 정의했을까?

학생 답변	교사 코멘트
전하가 주변 공간을 어떻게 바꾸는지 공간을 설명하기 위해서이다. 관찰자가 아니라 그 공간 자체의 정보를 담아내기 위해서??? 나는 식을 유도하다보면 전기장과 전위는 계속 바뀌는 q2가 변수에 포함되지 않도록하여 식을 정의했다는 생각이 드는데 이는 그 공간 자체의 에너지와 세기를 정의 하기위함이 아닐까? 전기력과 퍼텐셜 에너지는 두 물체의 관계이기에 전하량의 영향을 받는다. 전기장과 전위를 따로 정의한 이유는 그런 영향을 받지 않고 공간적 특성 자체를 정의하기 위함인 것 같다. 특정 입자가 받는 '힘'이나 '에너지'는 입자마다 다르지만, '장'과 '전위'는 그 공간이 가진 고유한 물리량이기 때문이다. 전기장과 전위를 정의하면서 공간의 상요작용에 대해서 정의하기 위함이다. 전기력과 퍼텐셜 에너지는 반드시 전하를 가진 두 물체가 있어야 하는 값인 반면에, 전가장은 한 물체가 주변 공간을 어떻게 변화시키는 지에 대한 값이다 공간에 집중해서 보고 싶어서 전기력이나 위치에너지는 항상 두 물체(전하) 사이의 관계로 정의되어 계산이 복잡해진다. 그래서 물리학에서는 특정 전하에 의존하지 않고, 공간 자체의 상태를 나타내기 위해 전기장과 전위를 정의했다고 생각합니다. 전기장과 전위를 사용하면 공간 자체의 상태를 먼저 정의할 수 있어 여러 전하가 있을 때 힘과 에너지를 더 간단하고 체계적으로 계산할 수 있기 때문이다. 매번 두 물체의 힘을 계산하기 번거로우니 미리 공간 자체를 설정하는것이다. 기존에 전기력을 표현하는 쿨롱 법칙이나, 퍼텐셜 에너지를 표현하는 공식은 물체에 따라 값이 바뀐다. 즉, 상대적이다. 따라서 힘 F와 퍼텐셜 에너지 U를 전하량 q로 나눠, 단위 전하 당 받는 힘, 단위 전하 당 변하는 퍼텐셜 에너지로 정의하여 공간적 특성을 알 수 있기 때문이다. 전기력, 퍼텐셜 에너지는 여러 전하 사이의 관계를 정의하지만, 전기장과 전위는 전하 자체의 특성을 정의하여 차이가 있다. 전기력은 두 전하 사이의 상호작용이지만 전기장과 전위는 한 전하로도 설명할 수 있는 개념이기에 따로 만든 것이다. 전기력과 퍼텐셜 에너지는 전하가 있을 때만 정의되기 때문에, 공간 자체의 상태를 보여주기 위해 따로 정의했을것같다 전기력과 에너지는 놓인 전하의 크기에 따라 값이 바뀌지만, 전기장과 전위는 공간 자체가 가진 고유한 특성이기 때문입니다. 전하 하나만 존재할 때 전하가 주변에 주는 영향을 설명하기 위해서 이다. 장과 전위를 따로 정의했을까? 전기력은 특정 전하가 있을 때만 정의되지만 전기장은 공간 자체의 성질을 나타낸다. 전기장, 전위는 특정 전하에 묶이지 않고, 어떤 전하에도 공통으로 적용되는 형태로 일반화한 개념이다. 힘은 두 물체 관계지만, 전기장과 전위는 한 점의 상태를 나타내서 더 일반적이고 계산이 편리하기 때문이다 공간 자체가 가진 고유한 전기적 상태를 정의해서 힘과 에너지를 쉽게 계산하기 위해 정의했다. 전기력과 퍼텐셜 에너지는 공간의 정의를 나타내기 어렵다. 따라서 전기장과 전위를 따로 정의하므로써 공간에 미치는 영향을 정의할 수 있게 됐다. 전기력과 퍼텐셜 에너지는 상대가 누구냐에 따라 값이 매번 바뀌지만 전기장과 전위는 아니다.	오... 대부분 정답...! 핵심은 두 물체 관계가 아니라 공간 자체로 관점 이동하는 거에요. 공간 자체에 대한 정보가 있으면 더 광범위하게 활용할 수 있으니. 전기력/퍼텐셜 에너지는 '누가 거기 있냐'에 따라 값이 계속 바뀌고 전기장/전위는 '그 공간이 원래 어떤 상태냐'를 보여주니까, '누구'를 바꿔 넣으면 '힘/에너지'를 얻을 수 있으니, 더 광범위하게 쓰이죠. 이건 물리에서 굉장히 중요한 사고 전환..!
힘은 두 물체가 있어야 정의되지만, 전기장은 공간 자체의 상태를 나타내어 어떤 전하에도 바로 적용할 수 있다. 전위는 계산을 더 쉽게 하기 위한 스칼라 개념이라 문제를 단순하게 만든다 퍼텐셜 에너지나 전기력은 두 물체와 그사이의 거리라는 다소 일반화하기 어려운 형태를 가지고 있다고 생각한다. 따라서 일반화하기 쉽게 하나의 전하를 1C으로 가정하고(단위전하를 기준으로) 만든 정의인 것이다. 전기장은 어느 전하가 다른 전하에 전기력을 가할 때, 순간적인 원격 작용이 아니라 이러한 전기력을 매개해줄 공간이 필요하다고 생각하여 만든 개념이다. 전위 역시 전기적 위치에너지를 단위 전하 기준으로 나타내어 계산과 이해를 더 단순하게 만든다. 전기력이나 퍼텐셜 에너지는 거리에 따라 달라지는 물리량이지만, 전기장과 전위는 딱 정해질 수 있기 때문이다. 전기장은 방향성이 있는 벡터(Vector) 정보이기에 입자가 어느 방향으로 가속될지를 알려줍니다. 반면, 에너지 정보를 담은 전위는 방향이 없는 스칼라(Scalar) 정보이기에 전체적인 에너지 보존 법칙을 적용하기에 훨씬 유용합니다.	더 자세히 접근해서 왜 편해지는가까지 설명한 그룹
전기장은 원래 쿨롱 힘으로 계산했는데 그러면 모든 전하쌍을 일일이 계산했어야 했다. 하지만 전기장의 단위를 따로 사용함으로써 공간 자체의 상태를 표현해 좀 더 쉽게 표현할 수 있게 되었다.	가장 맘에 듦.
전기력이나 퍼텐셜 에너지로는 전기장 또는 전위와 같은 개념을 나타낼 수 없었기 때문이다. 중력장과 전기장에서 상호작용하는 힘의 종류가 다르기 때문이다. 중력장은 질량에 의해 형성되며 인력만 존재하지만 전기장은 진기력에 의해 형성되며 인력과 척력이 모두 존재하기 때문이다.	[독서이슈] 그니까, 왜 전기장이나 전위 개념이 필요하냐고;;
퍼텐셜 에너지는 상대적인 값이기 때문에 전기장과 전위로 정의했다	전위도 상대적인 값임;;
기존에 있던 물리량으로 한다면 전기장과 전위를 나타내는 것이 매우 더럽고 복잡해지기 때문아닐까요	그 더러움을 구체화하고, 그걸 극복하기 위해 정의했다고 하면 좋은 답변.
그게 더 편리할 뿐만 아니라 관점의 차이가 명확하므로 전기장, 전위를 기존의 개념 만으로 계산하기에 쉽지 않아서 새로운 물리량이 필요했을 것 같다.	구체성 아쉬움. 이런 경우는.. 부분점수...도 어려운 경우가 많음;
너무너무 작은 세계여서 그런 것 같아요	작은 세계인 것과 상관은 없어요. 중력장도 우주 단위에선 퍼텐셜로 다루는 경우가 많거든요.
공간 자체의 성질이 아닌 전하도 고려해야하기 때문이다 왜냐하면 같은위치여도 전하량에 따라 달라지기 때문이다.	반대로 갔어요;; 전하량 자체의 특성을 제거하고 공간 자체를 살피기 위한 건데;;
전기력,퍼텐셜 에너지는 기존의 역학의 관점에서 전기를 설명하기 위해 새로 만들것일거고 전기장, 전위는 역학과의 연관성을 생각하기 전에 만들어진 개념이었어서 그런 게 아닐까 싶다.	약간;;; 이상해;;
전기장은 전기력이 미치는 공간을 나타내기 때문에 전기력과 구분할 필요가 있고, 전위는 전기력에 의해 형성되는 위치 에너지이므로 이 역시 기존의 단위와 구분할 필요가 있다. 무엇보다 위 두 단위는 전기와 관련된 물리량으로 단위에 c이 들어가야 하므로 다른 단위를 사용할 필요가 있다	뒷부분이 좀 이상함;; 단위 때문에 정의된 건 절대 아님! 개념 → 단위 순서입니다
이전까지는 물체의 운동에 대한 내용들이였다. 이런 전기력이나 전기장은 우리가 직접적으로 볼 수 없는 원자에 대한 이야기라 단위를 나누어 사용하는 것 같다.	흠;; 중력도 안보임.

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