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도선을 회전시켜주면 도선이 형성하는 면을 지나는 자기력선 다발의 변화로 인해 전압이 생긴다고 합니다.
그런데 왜 자기력선 다발의 변화가 전압을 만드는지는 설명을 안해줍니다. 이 부분은 지금 과학으로는 알 수 없는 부분인가요? 아니면 일반물리에서는 다루기 힘든 내용이라 그런것 인가요 ???
도선이 회전하게되면 도선내부의 전자도 결국 회전을 하게 되고, 전자가 자기장 내에서 원운동을 하니까 자기력을 받아서 전자가 일정한 방향으로 흐르게 되고 이 흐름을 만들어 내는것을 유도기전력이라고 해석 하는것인가요??
어떤분이 계속 발전기의 발전원리에 원심력도 포함이 될거라고 주장하고 있습니다 .
또 전자도 회전운동을 하기 때문에 전자를 외부힘으로 이동 시킨 상황과 동일하니 전기퍼텐셜이 생기고 자기장은 이 전기퍼텐셜을 증폭시켜서 발전이 되는 원리라고 주장하고 있습니다 어떻게 하면 좋을까요...
감사합니다.
통계물리학 갤러리에 질문하시면 잘 답변해 줄 겁니다.
감사링
움직이면 길이가 수축. 전자기학 맨 마지막에 나옴.. 아인슈가 여기서 힌트를 얻어서 상대성 이론을 만듬... 더 이상은 모른다
감사합니다.
원래 물리에서 '왜'라는 질문은 근본적으로 대답이 불가하거나 존나 어렵다. 질량은 왜 중력을 발생시키는가? 공간을 왜곡시켜서라고 말할 수도 있지만 그럼 왜 공간을 왜곡시키냐? 대칭성을 보존하기 위해서라 말할 수 있지만 그럼 왜 보존하냐? 이런식이지. 기본적으로 세상이 '어떻게' 움직이는가를 말하는 학문이다
그래도 니가 말한거에 일부 답을 하자면 전자의 원운동과는 관계없다. 전선에 속하지 않은 자유전자도 전기력을 받으니. 마찬가지로 원심력, 회전운동도 아니다. 페러데이의 법칙은 도선따위에 종속되지 않고 진공에서도 적용된다.
감사합니다. ㄹㅇ 와 !
우리가 아는건 전자기력이 맥스웰이 정리한 쎅쓰한 4개의 방정식이면 떡을 친다는것과 얘들이 모종의 대칭성을 보존한다 이런거지 교재에 없는건 대부분 이유가 있다
운동기전력이 패러데이법칙 아닌가요?? 발전기에서 운동기전력의 개념으로 생각하면 안될까요?
발전기는 페러데이의 법칙으로 돌아가는게 맞음 단지 니가 묻는 페러데이의 법칙은 중력과 같은 근본적인 원리라 거기서 '왜'를 더 따지는게 어렵거나 안된다고
감사합니다!
윗댓이 틀린게 좀 많네요.
공간 내의 자기장은 변하지 않는데 도선을 움직여서 Motional EMF가 생기는 현상과, 도선은 가만히 있는데 공간 내의 자기장이 변해서 패러데이 법칙에 의해 전기장이 생기는 현상은 서로 다른 현상입니다. 상대성 이론으로 일반화 시키면 같은 현상이지만 고전 전자기학에서는 분명히 서로 다른 현상이에요.
첫번째 현상은 F=q(E+v×B)에서 v가 0이 아니라서 전자에 가해지는 힘 F가 생기는 현상이고, 두번째 현상은 v는 0이지만 B가 시간에 따라 변화하는 바람에 Curl(E)=-dB/dt에 따라 E가 0이 아니게 되기때문에 전하에 가해지는 힘 F가 생기는 현상이라서
사실 상대성이론에서는 같은 현상임에도 불구하고 고전 전자기학에서는 서로 굳이 다른 현상이라고 구별하고 있는 겁니다. 맥스웰 방정식과 로렌츠 힘 방정식으로 저 현상들을 설명하려면 각각 v가 0인 상황과 아닌 상황이고, 또 dB/dt가 0인 상황과 아닌 상황이니까, 저렇게 서로 구별해서 설명해야만 설명이 옳게 되니까요.
그런데 골때리는건 저 서로 다른 두 상황 모두, 사실 실제 전하에 가해지는 힘을 계산할 때는 EMF라는 물리량을 새로 도입해서 EMF=∮F•dl=-d(Flux)/dt 로 계산하면 두 상황 모두 다 정확히 딱 맞게 해석 되기때문에(첫번째 상황이든 두번째 상황이든 다 저걸로 계산이 됩니다.),
첫번째 상황(dB/dt=0이고 v는 0이 아닌 상황)도 패러데이 법칙이라고 오해받는 경우가 자주 생깁니다. 바로 윗댓에서 쓴 식이 맥스웨 방정식 중 패러데이 법칙 설명하는 방정식이랑 모양이 같은 방정식이니까요.
왜 여기까지 얘기를 했냐하면 결론은 본문에 써주신 발전기는 패러데이 법칙이 아닌 Motional EMF로 해석되는 발전기가 맞습니다.(발전기도 여러 종류가 있는데 어떤건 패러데이 법칙으로 설명되는 발전기도 있어요. ex>도선은 가만히 있고 자석이 움직이는 발전기들) 그래서 님이 써주신 본문 글의 두번째 문단이 정확히 맞는 설명입니다.
다만 패러데이 법칙이든, Motional EMF든, 둘 다 똑같이 힘의 량은 앞서 말한 EMF=∮F•dl=-d(Flux)/dt 라는 방정식으(교과서에서는 저 방정식을 flux rule이라고 이름 붙입니다)로 계산이 됩니다. 패러데이 법칙이 적용되는 상황(=자기장이 변하는 상황)일 경우 저 F는 E가 되는거고요.
그리고 그 때는 저 방정식이 맥스웰 방정식의 두번째 방정식(Curl of E)이 되는거구요.
교과서에 없는 내용이 아니라, 아주 열 들여서 자세하게 설명하는 내용들입니다. Griffith 전자기학 교과서 있으시면 섹션 7.1.3과 7.2.1을 꼭 읽어보세요. 제가 댓글로 말한 부분들이 자세하게 잘 설명되어 있습니다.
그리고 화제를 바꿔서, 본문에 적혀 있는 첫번째 질문인 "그런데 왜 자기력선 다발의 변화가 전압을 만드는지는 설명을 안해줍니다." 는 147.47 의 댓글이 설명한대로 이해하시면 될 것같아요. 그리고 또 다른 얘기지만 저때는 전압보다는 EMF라는 단어를 쓰셔야 스스로도 나중에 혼동이 없으실 겁니다.
전압이라는 단어는 curl of E를 0으로 칠 수 있는 상황(dB/dt=0이거나 거의 없어서 0이라고 볼 수 있는 상황)에서만 쓰시는게 나아요. 포텐셜 에너지 자체가 Conservative한 Force(=컬이 0인 힘=폐곡선 선적분이 항상 0인 힘)에서만 정의되는 단어라서.
첫번째 상황(자기장의 변화는 0, 전하의 속도 v는 0이 아닌 상황)에서의 ∮F•dl=-d(Flux)/dt는 로렌츠 힘 방정식 F=q(E+v×B)에서 유도되고, 두번째 상황(자기장의 변화량은 0이 아니고, 전하의 속도 v는 0인 상황)에서의 ∮F•dl=-d(Flux)/dt는 패러데이 법칙이에요.
그리고 로렌츠 힘 방정식이랑 패러데이 법칙은 둘 다 수학적으로 증명되는 법칙이 아니라, 실험적으로 발견된 법칙입니다. 147.47이 표현했듯이 안타깝지만 '왜'를 더 따지는것이 힘들고, '와 관찰을 여러번 해보니 이런 규칙을 따르네~' 수준으로밖에 설명이 안되는 법칙들입니다.
매우감사합니다 선생님ㅎㅎ!