물리학 06주차 04 암페어법칙

[@ameg9056]

암페어 오른 나사 법칙에서 전류가 흐를때 자기장이 형성 되는 원인이 궁금합니다. 제가 생각하고 있는 것을 말씀 들이자면 도선에 전류가 흐를때 발생하는 자기장은 전자가 운동 하게되면 최외각 홀전자의 스핀에 의한 자기효과가 외부적으로 나타나는 것이라고 생각하고 있는데 틀린 생각일까요?? 즉 전류에 의한 자기장 형성은 근본적으로 스핀이라는 현상이 있기 때문에 가능하다고 생각됩니다.

[@dcha]

전류가 만드는 자기장과 전자의 스핀과는 관계가 없어요. 이 강의를 듣지 않은 모양이지요? 자기장의 가장 기본적인 원인은 움직이는 전하입니다. 이 강의 앞의 외르스테드의 발견과 비오-사바르 법칙 강의를 먼저 들어보세요.

[@ameg9056]

@@dcha 교수님 답변 정말 감사드립니다. 전류에 의한 자기장 즉 전자의 운동에 의해 생기는 자기장과 스핀이랑 관련이 없는거였군요 추가로 궁금한게 있는데요 도선에 전류가 계속 증가해도 자기가 증가할 수 없는 자기포화 현상은 전자가 일정속도 이상에서는 자기장이 증가할 수 없는 건가요?? 전자가 아무리 운동 속도가 빨라져도 운동하면서 발생시킬 수 있는 자기장의 한도가 있는걸까요?

[@dcha]

@@ameg9056 자기포화 현상은 내가 모르는 내용이네요. 보통 도선에 전류가 흐를 때 전자가 실제로 움직이는 속도는 매우 느려요. 그리고 전류가 만드는 자기장을 구할 때 전자의 속도가 직접 영향을 미치지 않고 그냥 전류가 자기장을 결정합니다.

[@ameg9056]

@@dcha생각해보니 교수님 말씀대로 도선내 전자의 속도는 매우 느린걸로 알고있는데 속도보다는 전류가 흐르는 동작이 외부로 자기장을 일으킨다고 받아들여야겠네요

[@도순-m8p]

안녕하세요! 저는 도선에 전류(전자가 움직임)가 흐르면 그 주변에 자기가 생기는데 그 물리적인 원인, 어떤 물리적인 방법으로 자기장이 생기는지 궁금합니다.

[@dcha]

자기장이란 자석이 힘을 받는 공간을 말합니다. 자석은 자석과 자석 사이에 힘이 작용합니다. 그래서 두 자석이 있어야 서로 힘이 작용하는데, 자석과 자석 사이에 힘이 작용한다고 생각한 것을 자석이 주위 공간을 자석이 힘을 받는 공간으로 만들고 그 공간에 자석을 가져오면 자기력이 작용한다고 해석한 것입니다. 이런 해석은 자기장에만 적용되는 것이 아니라 전기장, 중력장에도 똑같이 적용됩니다.
그래서 자석이 주위에 무슨 요술을 부려서 자기장을 만드는 것이 아니라 자석 주위 공간을 그냥 자기장이라고 부르는 것입니다.
그런데 자석은 그 내부에 전류가 흐르기 때문에 자석이 된 것을 알게 되었어요. 그래서 자석 주위에 자기장이 만들어진다고 말하는 것과 전류 주위에 자기장이 만들어진다고 말하는 것은 같은 말입니다.

[@도순-m8p]

@@dcha 답변 정말로 감사드립니다. 제가 어떤 생각에서 이런 궁금증이 만들어 졌는지 부터 말씀 드려야 될 것 같습니다. 먼저 저는 눈으로 볼수는 없지만 전자의 흐름을 전류라고 생각했습니다. 사실 전자가 움직이는 방향과 전류의 방향이 다른 것은 맞지만 전자가 움직임으로서 전류가 생기기 때문에 전류가 흐르게 될 것입니다. 그리고 자기라는 것은 강자성체 반자성체와 같은 개념을 보아 자석의 내부에 작은 자석이라고 할 수 있는 것들이 일정한 방향으로 배열이 되었을 때 자기장이 생기는 것이라고 이해 했습니다. 저의 개념으로 봤을때 도선의 양성자와 전자 중에 전자만 움직이는 상황(전류가 흐르는 상황)에서 왜 주변에 자기(주변의 나침반 같은 것이 영향을 받게 되는 상화)가 생기게 되는 원리가 궁금합니다. 제가 개념을 잘못 이해하고 있는 것일지도 모르겠습니다.

[@dcha]

@@도순-m8p 네. 개념을 혼동하고 있어요. 물질은 도체와 부도체로 나눕니다. 전자가 (자유전자가) 이동해서 전류를 전달하는 것은 도체뿐입니다. 다른 것은 생각하지 말고 움직이는 전하 주위 공간을 자기장이라고 이름붙였다고 생각하세요. 자기장이 강자성체, 반자성체와 같은 것이 아닙니다. 강자성체, 반자성체는 자성체라는 물질에 대한 설명입니다. 자성체는 물질에 외부에서 자기장을 작용하면 하나의 꼬마 자석처럼 행동하는 분자들이 배열해서 자석의 성질을 띠는 물질을 말합니다. 현대인의 물리 이해보다 조금 더 자세하게 설명된 다음 강의를 참고하세요. blog.naver.com/dcha/221635303903

[@도순-m8p]

@@dcha 감사합니다 교수님!

[@전기뿌수기]

교수님 감사합니다.
인하대 13학번 전기공학과입니다.
졸업 후에도 교수님께 영상을 통해 가르침을 받고 있습니다.
미약하지만 학부 때 배운 내용을 바탕으로 현재 후배들을 위해 전기교육에 힘쓰고 있습니다!
감사하다는 말씀 전하고 싶어서 이렇게 댓글을 남깁니다.
항상 건강하세요!