변위 전류와 맥스웰 방정식

소개글

변위 전류와 맥스웰 방정식에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 변위 전류와 맥스웰 방정식
2. 소용돌이 전류
3. 초전도체

본문내용

안전대의 금속 탐지기로 이용되기도 한다. 공항 안전대의 금속 탐지기는 사람 옷에 존재하는 금속의 소용돌이 전류를 유도함으로써 자기장을 교차(alternating)로 발생시킨다. 이렇게 교차로 발생한 소용돌이 전류에 의한 자기장은 사람이 소유한 금속으로부터 유도된 자기장을 발생시킨다. 공항 안내원은 이렇게 승객이 소유한 금속으로부터 유도된 자기장을 검출함으로써 금속을 탐지한다.
3. 초전도체
초전도체(superconductor)란 임계 온도 이하로 물질이 냉각될 때, 이때의 물질을 말한다. 물질이 임계 온도 이하로 냉각될 때 자기장안으로 들어오면 초전도성을 띤다. [그림 6]은 수은(Hg)이라는 물질에 적용되는 자기장과 임계 온도의 관계를 나타낸 그래프이다. 그래프에서 보는 것처럼 자기장의 세기가 커질수록 임계 온도는 줄어든다. 즉, 이는 자기장의 세기가 커질수록 수은이
초전도성을 갖기 위한 임계 온도가 줄어든다는 것을 의미한다. 이는 다른 물질에도 적용되며 가 증가할 때 초전도 전이는 더 낮은 온도에서 발생한다는 것을 알 수 있다. 또한 임계 온도보다 낮은 온도에서 초전도성을 제거하는데 요구되는 자기장을 임계장이라고 한다. [그림 7]은 자기장영역 내에 초전도성 물질이 있는 경우를 나타낸 것이다. 만약, 물질 내부의 온도가 임계 온도보다 높다면, 내부와 외부의 자기장은 [그림 7]에서 보는 것과 같이 변형되지 않을 것이다. 반면, [그림 8]에서 보는 것과 같이 물질 내부의 온도가 임계 온도보다 낮을 경우, 물질은 초전도성을 띠게되며 주변 자기장을 변화시킨다. 즉, 자기장 내 물질의 왜곡 현상이 나타나는 것이다. 이를 마이즈너 효과(The Meissner effect)라고 한다. 이를 응용하여 구 주위에 코일이 감겨 있는 경우 코일에 유도된 유도기전력은 초전도 전이를 보이며 이때 코일을 통과하는 자속은 0으로 감소한다. 만약, [그림 9]에서 보는 바와 같이 물질이 여전히 초전도 상태에 있는 때 가 0이 될 때, 코일 내 유도기전력은 유도되지 않으며 구 밖의 자기장이 존재하지 않는다. 또한, 의 상태에서 물질이 초전도 상태로 존재하는 동안 모든 자속은 구에서 존재하지 않는다. 이렇게 초전도 상태에서 자기장이 0이 되는 현상을 마이즈너 효과(Meissner effect)라고 하며 만약, 전도 물질 외부의 자기장이 존재한다면, [그림 8]에서 보는 바와 같이 구의 측면에 가까운 자기장(B)은 증가한다.

키워드

초전도체,   소용돌이 전류,   맥스웰 방정식,   변위 전류,   일반물리학,   패러데이의 법칙,   자기장과 전기장,   전류용량,   콘덴서,   투자율 상수