정전기 법칙 – 첫 번째와 두 번째

전기정역학의 법칙: 첫 번째와 두 번째 법칙

전기정역학은 전기 현상을 연구하는 물리학의 한 분야입니다. 이 분야에서 중요한 두 가지 법칙은 전기적 힘과 관련된 기본 원리를 설명합니다. 첫 번째 법칙과 두 번째 법칙은 각각 전하의 상호 작용과 그 힘의 크기를 규정합니다.

첫 번째 법칙: 동일한 전하의 상호 작용

첫 번째 전기정역학 법칙은 “동일한 전하끼리는 서로 밀어내고, 다른 전하끼리는 서로 끌어당긴다”고 말합니다. 이 법칙은 전기적 성질을 가진 입자들 사이의 기본적인 상호 작용을 설명합니다. 예를 들어, 전자는 음전하를, 양성자는 양전하를 가지고 있으며, 이들은 서로 반대 전하를 띄기 때문에 서로 끌어당깁니다. 반대로, 같은 종류의 전하를 가진 입자들은 서로 밀어냅니다.

두 번째 법칙: 쿨롱의 법칙

두 번째 전기정역학 법칙은 보다 구체적으로 전하 사이의 힘을 계산하는 방법을 제시합니다. 이 법칙은 쿨롱의 법칙으로 알려져 있으며, 두 점전하 사이의 힘은 다음과 같이 계산됩니다:

• 두 전하의 강도의 곱에 직접 비례합니다.
• 두 전하 사이의 거리의 제곱에 반비례합니다.
• 주변 매질의 절대 유전율에 반비례합니다.

수식으로 표현하면, F = k * q₁q₂ / r² 입니다. 여기서 F는 힘, q₁과 q₂는 전하의 크기, r은 두 전하 사이의 거리, k는 쿨롱 상수입니다.

자주 묻는 질문

원자에서 전기적 전하를 가진 입자는 무엇인가요?
원자는 양전하를 가진 핵과 음전하를 가진 전자로 구성되어 있으며, 원자 전체로서는 전기적으로 중성입니다. 핵은 양성자(양전하)와 중성자(중성)로 이루어져 있습니다.

양성자와 전자는 왜 서로 끌어당기나요?
전자는 원자핵의 양성자에 의해 발생하는 전자기력에 의해 끌어당겨집니다. 이 힘은 전자를 원자핵 주위의 전기적 잠재 에너지 우물 안에 결박시킵니다. 전자가 탈출하기 위해서는 외부에서 에너지를 제공받아야 합니다.

전기적 전하의 단위는 무엇인가요?
전하의 단위는 쿨롱(C)으로, 국제 단위계(SI)에서 사용됩니다. 쿨롱은 1암페어의 전류가 1초 동안 운반하는 전기량으로 정의됩니다: 1 C = 1 A × 1 s.