24.11
벡터 표기법에서 전기장은 전위의 음의 구배로 표현됩니다. 여기서 전위의 구배는 항상 전위의 가장 가파른 감소를 가리키고 그 해는 벡터(전기장)를 제공합니다.
가우스 법칙의 미분 형태에 따르면 전기장의 구배는 자유 공간 유전율에 대한 밀폐된 부피 전하 밀도의 비율과 같습니다.
가우스의 법칙에서 퍼텐셜의 기울기를 대체하면 푸아송 방정식에 대한 표현이 제공됩니다. 여기서 스칼라 전위의 기울기의 발산은 라플라시안 연산자이며, 그 결과 스칼라 함수가 생성됩니다.
라플라시안은 스칼라 수량의 2차 미분과 유사합니다. 전위의 경우 국소 최소값에 가까울 때 더 낮고 국소 최대값에 가까울 때 더 높습니다.
동봉된 부피 전하가 0일 때 푸아송 방정식은 라플라스 방정식으로 감소합니다.
라플라스 방정식은 첫 번째 고유성 정리에 의해 주어진 표면 경계의 전위가 지정된 경우 주어진 부피에서 고유한 해를 갖습니다.
계의 전위는 전위를 발생시키는 전하 밀도와 연관시켜 계산할 수 있습니다. 가우스 법칙의 미분 형식은 전하 밀도의 관점에서 전기장의 발산을 표현합니다.
반면, 전기장은 전위의 기울기로 표현됩니다.
위의 두 방정식을 결합하면 전위는 전하 밀도로 표현됩니다.
이 방정식을 포…
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