미적분 기반 AP 물리 C: 전자기학 시험을 위한 전기장, 회로, 자기 개념과 공식입니다. 앞면: 용어 또는 공식. 뒷면: 정의 또는 공식과 간단한 활용 설명.
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- 전기장
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한 점에서 단위 양전하가 받는 힘이며, E = F/q입니다. 단위는 N/C 또는 V/m입니다.- E = kQ/r^2
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거리 r만큼 떨어진 점전하 Q가 만드는 전기장입니다. k = 8.99 x 10^9 N*m^2/C^2 (쿨롱 상수)이며, 전기장은 양전하에서 바깥쪽 방향으로 향합니다.- 쿨롱의 법칙
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F = k*Q1*Q2/r^2입니다. 두 점전하 사이의 힘은 전하량의 곱에 비례하고 떨어진 거리의 제곱에 반비례합니다.- 전위
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한 점에서 단위 양전하가 갖는 퍼텐셜 에너지이며, V = U/q입니다. 단위는 볼트이고, 무한히 먼 곳에서 그 점까지 단위 전하를 옮기는 데 필요한 일을 나타냅니다.- V = kQ/r
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거리 r만큼 떨어진 점전하 Q가 만드는 전위입니다. 단위는 볼트이고, 두 점 사이의 전위차는 그 사이로 단위 전하를 옮길 때 필요한 일과 같습니다.- 중첩의 원리
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어떤 점에서의 전체 전기장은 각 전하가 만드는 전기장의 벡터 합이고, 전체 전위는 각 전위의 스칼라 합입니다.- 전기선속
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Phi_E = E*A*cos(theta)입니다. 전기장 방향과 각도 theta를 이루는 면적 A를 통과하는 전기력선의 양이며, 단위는 N*m^2/C입니다.- 가우스 법칙
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임의의 닫힌 곡면을 통과하는 전기선속은 곡면 안의 전하량을 epsilon_0로 나눈 값과 같습니다. Phi_E = Q_enclosed/epsilon_0 (epsilon_0 = 8.85 x 10^-12 F/m).- 가우스 면
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가우스 법칙을 적용할 때 대칭성을 이용하려고 고른 가상의 닫힌 곡면입니다. 보통 구, 원기둥, 무한 평면을 쓰며, 이 면 위에서 전기장의 크기는 일정합니다.- 정전기 평형 상태의 도체
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내부 전기장은 0이고, 여분의 전하는 모두 바깥 표면에 분포하며, 표면은 등전위면입니다. 표면 바로 바깥의 전기장은 표면에 수직입니다.- 등전위면
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모든 점의 전위가 같은 면입니다. 등전위면을 따라 전하를 옮길 때는 일이 필요 없고, 등전위면은 어디서나 전기력선에 수직입니다.- 전기용량
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C = Q/V입니다. 한 극판의 전하량과 두 극판 사이의 전위차의 비이며, 단위는 패럿(F)입니다. 주어진 전압에서 전하를 저장하는 능력을 나타냅니다.- 평행판 축전기
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C = epsilon_0*A/d이며, A는 각 극판의 넓이, d는 극판 사이 간격입니다. 극판 사이의 전기장은 균일하고 E = sigma/epsilon_0입니다 (sigma는 전하 밀도).- 축전기에 저장된 에너지
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U = (1/2)*Q*V = (1/2)*C*V^2 = Q^2/(2C)입니다. 축전기를 충전하는 데 한 일이며, 세 식은 모두 같은 값입니다.- 유전체
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축전기 극판 사이에 넣는 부도체입니다. 전기용량을 유전 상수 kappa배로 늘리고, 극판 사이의 전기장은 kappa분의 1로 줄입니다.
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