1. 전계의 세기 정의

전계(Electric Field) 내의 한 점에 +1[C]의 단위 정전하를 놓았을 때, 이 전하가 받는 전기력의 크기를 말합니다.

• 공식: E = F / Q

  • F: 전기력 [N]

  • Q: 전하량 [C]

  • E: 전계의 세기 [V/m] 또는 [N/C]

2. 주요 도체별 전계의 세기 공식

(ε0는 진공의 유전율로 약 8.854 x 10^-12 입니다.)

• 점전하 (거리 r만큼 떨어진 지점): E = Q / (4 * π * ε0 * r^2) ≒ (9 x 10^9) * (Q / r^2)

• 무한 선전하 (선전하밀도 λ): E = λ / (2 * π * ε0 * r)

• 무한 평면 전하 (면전하밀도 σ): E = σ / (2 * ε0)

• 평행판 도체 사이: E = σ / ε0 = V / d (V는 전압, d는 판 사이의 거리)

3. 전계의 세기 주요 성질

1. 방향: (+)전하에서 발산하여 (-)전하로 수렴합니다. (단위 정전하가 받는 힘의 방향)

2. 밀도: 전기력선의 밀도가 높을수록 전계의 세기가 강합니다.

3. 중첩의 원리: 여러 전하에 의한 전계의 세기는 각 전하에 의한 전계 벡터의 합과 같습니다.

4. 전위와의 관계: 전계의 세기는 전위의 기울기와 같으며 방향은 반대입니다. (E = -grad V)

4. 단위 환산 및 동일성

• 1 [V/m] = 1 [N/C] 두 단위는 물리적으로 완전히 동일하며, 문제의 조건에 따라 선택하여 사용합니다.