인하대물리2 16A전기력 퍼텐셜에너지

[@tototoday7609]

교수님 항상 감사합니다..😊

[@dcha]

[@asdf-rs7qg]

14:01 좋은 강의 감사합니다

[@Jun이준우]

감사합니다.
I LOVE PHYSICS.

[@otranoche2122]

교수님 군대 말출휴가나와서 보고있습니다
군대서 쌓은지식보다 구골배 더 재밌습니다..

[@김모두-f1f]

와 그냥 진짜 과학을 가르치시네..

[@Jun이준우]

델연산자 그놈 참 희안하다. 스칼라를 벡터로 만들어주다니.

[@dcha]

[@ameg9056]

매번 좋은 강의 감사드립니다 😊 궁금한점이 생겨서 질문드리게 되었습니다.
14:50 에서 말씀 하신 전기력 퍼텐셜 에너지는 두 전하 Q와 q 둘중하나는 정지 시키고 정지시킨 전하를 제외한 전하가 기준점에서 부터 해당 위치까지 저장된 전기력 퍼텐셜 에너지를 말씀하시는 건가요??

[@dcha]

네. 맞아요. 그런데 첫 번째 전하를 가져올 때는 일을 할 필요가 없으므로 첫 번째 전하를 갖다 놓고 두 번째 전하를 가져오는데 한 일이 퍼텐셜에너지로 저장됩니다.

[@ameg9056]

@@dcha 교수님 답변 해주셔서 감사합니다~ 첫번째 전하을 가져올때는 일을 할 필요가 없다는 말씀을 이해하지 못했습니다 교수님의 말씀은 첫번째 전하는 고정되어 있는 점전하를 말씀하시는 것이고 첫번째 전하가 정지되어있으므로 즉 정전하로 보기 때문에 일을 하지 않는다는 말씀이신건가요??

[@dcha]

@@ameg9056 두 번째 전하를 가지고 오는데 일을 해줘야 하는 것은 첫 번째 전하가 두번째 전하에 전기력을 작용하니까 그 전기력을 거스르며 가지고 오기 위해 일을 하는 것입니다. 첫 번째 전하는 다른데 전하가 없어서 아무 힘도 받지 않으므로 가지고 오는데 일을 할 필요가 없어요.

[@ameg9056]

@@dcha 첫번째 전하와 두번째전하가 쿨롱 힘에 의해 서로 당기거나 밀어내기 때문에 만약 첫번째 전하가 정지상태가 아니라면 두번째 전하에 대한 힘때문에 일을 한다고 볼 수 있지 않나요??

[@dcha]

@@ameg9056 순서를 정해야 합니다. 둘 중 어느 하나를 제자리에 가져다 놓고, 다른 하나를 가져다 놓는 것이지요. 그러면 첫 번째 전하를 가져오는데는 일이 필요 없어요. 이런 내용이 강의에 자세히 설명되어 있어요. 강의를 다시 들어보세요.

[@kappysuper9358]

교수님 또 문의 하나 드리겠습니다.
전압의 기준점이 매우 헷갈리는데요.
점전하 같은 경우는 무한대를 0V로 두고 전계 및 전압 계산을 한다고 말씀 하셨네요.
그러니까 무한대에서 0V이고 가까와질 수록 전압이 높아지는...
그런데 전자회로의 경우는 모두 0V 기준점이 접지인데요.
그럼 전자 회로와 분리되어 있는 도체의 경우 거기에 얼마의 +Q가 대전되어 있는
지 분명히 아는 경우에도 무한대가 아닌 회로 접지 대비 몇 V 높은 건지는 알 수 없
는건가요?
그러니까 무한대 부터 그 도체까지 끌고 오는데 드는 일의 양과
회로의 접지에서 그 도체까지 끌고 오는데 드는 일의 양은
같은 건지 다른 건지 궁금하네요.
무한대 부터 접지까지 1C을 끌고 오는데 드는 일의 양을 모르기 떄문에 절대적으
로 정확히 알수가 없는 것 같기도 하고 아니면 접지는 무조건 전기적으로 중성이
기 때문에 무한대에서 1C을 허공에 떠 있는 도체 근처로 끌고 오는데 드는 일은
회로 접지에서 그 도체까지 1C을 끌고 오는데 드는 일과 동일하기 때문에 알수가
있는 것 같기도 하고 헷갈리네요.
왜 이런 생각을 하게 되었느냐면 Capacitor를 허공에 띄워두고 (초기에 충전된
전하량은 0이라고 가정) 한쪽 Plate에 0V를 인가한 뒤에 3V로 급격히 올리면
반대쪽 Plate도 똑같이 0V에서 3V로 증가하거든요. Capacitor 양단간의 전압
을 급격하게 변할 수 없기 때문에... (솔직히 Charge가 어떻게 재분배되길래 그러는
건지는 아직도 확인중입니다. ㅠㅠ 하여간 반대쪽도 똑같이 전압이 올라가는 것만
은 수식으로 확실히 증명됩니다. ) 그런데 회로 입장에서 보면 전압원과 연결되
지 않는 Capacitor의 Plate는 어떻게 생각하면 공중에 떠 있는 도체인데 Capacitor
로 결합(?) 되기 때문에 어떤 경우든 그 Plate의 전압을 항상 정확하게 계산할 수
가 있어요. 끊어져 있는 경우에도 Capacitor의 양단간 전압 수식이 있으니까 허공
에 떠 있는 반대편 도체도 거기에 어떤 전하가 유기 되었는지를 알 수 있고 그 점
의 절대 전압을 정확히 계산할 수 있는거죠.
그런 생각을 하다가 Capacitor를 이루고 있지 않을 정도로 (한쪽 Plate에 무슨 전
압을 가해도 아무런 변화가 없을 정도로) 멀리 떨어진 도체도 회로 접지에 대한
절대 전압을 알 수 있는건가?하는 생각이 들더라고요. 그 도체가 접지와 일반 R
로 연결되어 있다고 가정하고 푼 뒤에 그 저항값을 무한대로 보내면 구할 수 있을
것 같다고 생각했는데 Capacitor로 연결이 안되었다고 생각하니 결국 무한대에서
적분 하는 방법밖에 모르겠고... 헷갈리네요.
무한대 부터 그 도체까지 끌고 오는데 드는 일의 양과
회로의 접지에서 그 도체까지 끌고 오는데 드는 일의 양은
같은 건가요?

[@dcha]

퍼텐셜에너지와 전위 모두 기준점은 마음대로 정할 수 있습니다. 기준점이란 0이라고 정한 위치입니다. 전압은 두 위치의 전위의 차이입니다. 물리적인 의미를 갖는 양이 바로 그런두 위치의 전위차입니다. 점전하의 경우 기준점을 무한대에 두면 가장 편리합니다. 그래서 무한대를 기준점으로 한 것입니다. 16강 또는 1학기의 6강에 퍼텐셜 에너지의 기준점에 대한 강의를 들어보세요/ 자주 질문하시는데, 질문할 때는 알고 싶은 요점만 물어봐주면 좋겠어요. 단답형으로 대답할 수있게 질문하면 더 좋습니다.

[@kappysuper9358]

@@dcha 답변 감사합니다. 단답형으로 다시 문의 드리겠습니다.
무한대를 기준점으로 하면 표면 전압이 5V인 구형도체는 회로의 접지 0V를 기준으로 한 전압도 5V인가요?

[@dcha]

@@kappysuper9358 접지는 그런 의미로 이용하지 않아요. 접지를 시키면 저항이 없는 도선으로 연결된 부분은 모두 전위가 0이 됩니다. 구형 도체의 전위가 5V라는 것은 그 도체에 전하가 대전되어 있다는 것입니다. 접지 시키면 전하가 전부 없어집니다. 그런데 접지시키지 않았는데 접지와 전위차라는 개념은 없어요.

[@kappysuper9358]

@@dcha 답변 감사합니다. 결론은 "회로 접지에 대한 도체의 전압은 접지와 그 도체 사이에 연결된 소자가 없기 때문에 그 전압을 정의할 수 없다." 이건가요?

[@dcha]

@@kappysuper9358 네