축전지, 유전물질

소개글

축전지, 유전물질에 대한 보고서 자료입니다.

목차

󰊱 축전기와 전기용량(Capacitor and Capacitance)

󰊲 축전기에 저장된 에너지

󰊳 유전물질(dielectrics)

본문내용

전하를 띤 도체로 옮기려면 [ ㉮ ]만큼
일을 해 주어야 한다.
따라서, 완전히 방전된 축전기를 충전할(각각 인 전하를 띠도록 할) 때, 우리가 해야 할 일의 크기는 다음과 같다:
( )
()
---<19-11>
② 바꾸어 말하면, [ ㉯ ]만큼 축전기에는 에너지(‘일을 할 수 있는 능력’)가 저장되어 있다.
축전기의 단위 부피에 저장된 에너지 를, 평행판 축전기를 보기로, 살펴보자.
먼저 ‘축전기에 저장된 에너지’는 ‘(충전 때)우리가 한 일(식<24-8>)’과 같음을 기억하라.
따라서,
[ ㉰ ] ---<19-12>
식<24-9>에서 우리가 알 수 있는 것은 “전기장 가 있는 곳에는 언제나 단위 부피에 에 비례하는 에너지가 존재한다”는 사실이다.
유전물질(dielectrics)
그림에서처럼 전하 (and )를 띤 축전기의 처음 전위차가 이었다고 하자. 여기에 (유전상수 인)유전물질을 넣으면 두 판사이 전위차가 감소하는 것을 관찰할 수 있다. 바꾸어 말하면, 유전물질을 넣으면, 축전기 내부 전기장 역시 에서 로 감소한다.
① 축전기에 어떤 유전물질을 채웠더니 전기장이 에서 로 변했다고 하자. 유전물질의 유전상수(dielectric constant)를 다음처럼 정의하자:
---<19-9>
여기서, 이다.
② 축전기에 유전물질을 넣으면 전기용량이 증가한다.
( ) (*) : 축전기 내부에 아무 것도 없을 때,
바꾸어 말해 진공에서 전기용량.
<보기> 평행판 축전기에서
---<19-10>
⇒ : (물질의)유전률(permittivity)
③ 유전효과를 어떻게 설명할까? (교과서 그림<19-14> 참고)
<그림 A> <그림 B>
<그림A>: 축전기의 두 판 사이 유전물질을 넣으면, 유전물질을 넣기 전 축전기 내부 전기장 때문에 유전물질의 표면에 전하가 유도되고, 이 유도된 전하들은 ‘새’ 전기장 을 만든다. 따라서, 축전기 내부에는 다음과 같은 알짜 전기장가 형성된다: .
<그림 B> : 축전기 내부 전기장 때문에 유전물질의 표면에 전하가 유도됨을 설명하는 모형. 유전물질은 부도체(insulator)들이다. 따라서, 유전물질에 전기장이 가해져도 전하를 띤 입자들의 이동은 가능하지 않다. 그러나 유전물질에 가해 진 전기장은, 유전물질 속 분자(또는 원자)의 ‘전하분포를 변화’시켜, 유전물질에 분극(polarization)을 일으킨다. 이 결과 유전물질의 표면은 ‘전하를 띠게’ 된다.

키워드

축전지,   유전물질,   전자기