1. 전자기학 (電磁氣學, Electromagnetics)
ㅇ 전자기적인 신호 또는 에너지의 발생,전송,수신,처리,변환,저장 등의 기본원리를 다룸
- 주로, 정지 및 이동 전하의 영향을 연구하는 학문
2. 전자기학의 학문적 성격 및 역사
※ 전자기학은 뉴턴 역학과 함께 고전 물리학의 양대 축을 이루는 기초 학문 임
- 다만, 이 둘은 본질을 추구하는 본질론이 아닌, 현상을 통일적으로 설명하려는 현상론 임
* 전자기 현상의 본질론은, 전자의 존재 및 그 양상(입자성/파동성,양자역학 등)의 추구 임
※ 한편, 전기(Electricity) 및 자기(Magnetism)는 동떨어진 현상이 아니라,
- 전자기 현상(Electromagnetism)이라는 하나의 현상의 두 가지 측면임
* 고대로부터 자기학,전기학은 원래 별도로 발전해 오다가,
. 1820년 Oersted에 의해 도선에 흐르는 전류가 자기력선을 발생시킨다는 것을
알면서부터 서로 관련지어 발전 하게됨
* 1837년 영국 패러데이 실험, 1873년 맥스웰의 이론(☞ 맥스웰 방정식 참조)으로써,
. 전자기 현상을 비로소 통일적으로 파악하게 됨
3. 전자기학 주요 분야 및 설명
ㅇ 전기량 정의
- 전하량을 힘과의 관계(쿨롱의 법칙)로부터 정의하며 이론 전개
. 전하의 단위, 보존 법칙, 정전기적 상호작용 등,
. 전자기학의 기초 개념들을 체계적으로 설명
ㅇ 정적인 전기장(Electrostatics)/자기장(Magnetostatics)의 기본 법칙
- 전기적/자기적 장(Field)을 정의하며,
. 전기장 : 전하에 의해 만들어짐 (정지 전하에 의해 생성되며, 다른 전하에 힘을 미침)
. 자기장 : 움직이는 전하 혹은 전류에 의해 만들어짐 (자기력과 자기선속을 정의)
- 각종 실험 법칙 소개 및 이론 전개
. 전자기학 기초 문제를 해석하고,
. 전기장,자기장의 분포를 예측하는 등
ㅇ 전자기유도 및 전류 간의 상호작용 연구
- 전류와 자기장 사이의 상호작용, 자기유도, 전자기력 발생 메커니즘을 연구
- 응용 例) 발전기,전동기 등 전기기기
ㅇ 전자기파의 기본 이론 및 그 현상 등을 설명
- 맥스웰방정식 설명
. `전자기 현상에 대한 모든 면을 통일적으로 설명` 기술하고 있는 `연립 편 미분방정식`
- 응용 例) 도파관,안테나,레이더 등
4. 전자기학에서 주요 법칙들
ㅇ 두 점 전하 간에 작용하는 전기력 : 쿨롱의 법칙
ㅇ 폐곡면 상의 전기장과 내부의 전하량 간의 정량적 관계 : 가우스 법칙
ㅇ 전류에 의해 발생되는 주변 자기장과의 관계 : 비오-사바르 법칙
ㅇ 폐곡선으로 형성된 자기장과 그 내부를 통과하는 전류와의 관계 : 암페르의 법칙
ㅇ 시간에 따라 변화하는 자기장 : 패러데이 법칙 (렌쯔의 법칙 포함)
※ 전자기 현상에 대한 모든 면을 통일적으로 설명 : ☞ 맥스웰방정식 참조
5. 전자기학 문제에 대한 접근방법
ㅇ 실험적인 방법
ㅇ 해석적인 방법(전통적) : 정확한 해를 찾으려고 함
ㅇ 수치적인 방법(수치적) : 근사적인 해를 찾으려고 함 ☞ 수치 전자기학 참조