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과학

전기 선속

전기 선속과학
영어
Electric flux
기호
Φ_E
균일한 장과 평면
Φ_E=EA cosθ
단위
N m²/C
전기 선속은 주어진 면에 수직인 전기장 성분을 면 전체에 걸쳐 적분한 양이다. Φ_E=∫E·n dA로 정의하며, 전기장의 세기뿐 아니라 면적과 방향에 따라 값이 달라진다.

면을 얼마나 통과하는가

전기장이 면과 나란하면 면의 수직 성분이 없어 선속은 0이다. 면의 법선과 전기장이 평행하면 같은 면적에서 선속의 크기가 최대다. 공식의 각도는 면 자체가 아니라 법선과 전기장이 이루는 각이다.

간단한 예

전기장 크기가 200 N/C이고 면적이 0.03 m²인 평면의 법선과 60도를 이룬다면 선속은 3 N m²/C다. 법선 방향을 반대로 선택하면 부호가 바뀐다. 음의 선속도 특정 방향으로 면을 통과하는 전기장 성분이 있음을 뜻한다.

곡면과 비균일한 장

면이 휘어 있거나 전기장이 위치에 따라 달라지면 작은 면 요소마다 내적을 계산해 더한다. 가장 큰 장의 값에 전체 면적을 곱하는 방식으로는 일반적으로 계산할 수 없다. 선속이 스칼라라는 사실과 전기장 자체가 벡터라는 사실을 구별해야 한다.

닫힌 면의 방향

닫힌 면에서는 바깥쪽 법선을 양의 방향으로 정하는 것이 보통이다. 들어오는 기여와 나가는 기여를 부호와 함께 합하므로 순선속이 0이어도 면 위의 전기장이 모두 0일 필요는 없다. 가우스 법칙은 이 닫힌 면의 순선속과 내부 전하를 연결한다.

관련 문서

전기장 / 가우스 법칙 / 변위 전류 / 자속 / 벡터 / 적분 / 면적 / 내적