키르히호프의 법칙

소개글

키르히호프의 법칙에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 목 적

2. 기 구

3. 이 론
1) 키르히호프의 전류 법칙(Kirchhoff's current law, KCL)
2) 키르히호프의 전압 법칙(Kirchhoff's voltage law, KVL)

4. 실험 방법
1) 키르히호프의 전류 법칙 I
2) 키르히호프 전류 법칙 II

5. 주 의

본문내용

오랜시간 그냥 머물러 있는 것, 이것이 바로 커패시터의 동작입니다.
커패시터에 직류가 아닌 계속 변화하는 전압을 가하면 그 전압을 유지하기 위해 전원으로부터 전하가 계속 들어오거나 나옵니다. 커패시터 용량이 클 수록, 즉, 극판의 거리가 가깝고 넓이가 넓을 수록 더 많은 전하가 이동합니다. 실제로 극판 사이를 가로지르는 전하는 없지만 양 극판으로 몰려들고 밀려나는 전하의 이동때문에 커패시터의 외부에서는 전류가 실제로 흐르는 것이지요.
실제 극판 사이의 공간에서 전하의 이동은 없지만, 극판 내부에서는 전기장의 세기가 극판의 전압 변화에 따라 변화합니다. 이와 같은 전기장의 변화를 '변위전류(displacement current)'라고 정의하며, 그 크기는 전원에서 극판으로 흐르는 외부의 실제전류와 똑같습니다.
유전체는, 그 분극현상을 이용하여 극판 내부에서의 전기장의 세기를 약화시켜 더욱 많은 전하를 양 극판으로 끌어들이기 위해 사용하는 물질입니다. (전기장 E는 그 근원이 전하에 의해 발생하는 것인데, 커패시터 양 극판에 일정한 전압을 가한 상태에서 극판 사이에 유전체를 집어넣으면, 유전체의 쌍극자가 전기장의 방향으로 나열되면서 원래있던 전기장을 부분적으로 상쇄되면서, 상쇄된 만큼의 전기장을 보충하여 전압을 유지하기 위하여 더욱 많은 전하가 극판에 끌려옵니다.) 따라서, 유전률이 높은 물질을 극판 사이에 집어넣으면 커패시터 용량이 커지는 것이고, 극판의 전압이 변화함에 따른 변위전류의 크기도 커집니다.
맥스웰이 전자기현상을 통일시키기 위해 제안한 것으로, 자유공간 내의 전기력선속밀도가 시간적으로 변화하면, 전도전류가 자기장을 발생시키는 것처럼 자기장이 발생한다고 하고, 이를 변위전류라 하였다. 즉, 변위전류밀도를 Jd
(A/m2
), 전기력선속밀도를 D (C/m2
), 이때 발생한 자기장을 H (A/m) 라 하면,
Jd
=∂D/∂t, rot H=∂D/∂t
가 성립함을 발표하고, 이에서 전자기파의 존재를 수학적으로 유도하였으며(1861), 그후 헤르츠가 이를 실증하여(1888) 오늘날의 전자기파 시대를 가져오게 하였다.
간단한 예로 콘덴서를 방전하였을 때 극판 위의 전하는 외부도선을 통하여 전도전류로 흐름과 동시에, 콘덴서와 극판간에는 전기력선속밀도가 변화하여 변위전류로 되어 전체로서 하나의 전기회로가 형성되며, 이들 전류에 의하여 시간적으로 변화하는 자기장이 발생하여 전자기파의 형태로 공간에 전파된다.

키워드

키르호프의 법칙,   화로이론,   전기공학