[일반물리학] Serway 대학 물리학 2 18강 예제 31.4: 왜 내부 원통은 고려하지 않는 것인가요? (current, Ampere)

질문 요약

예제 31.4에서는 왜 내부 원통을 고려하지 않을까요?

답변 요약

원통의 표면에만 전류가 흐를 경우, 앙페르 법칙에 의해 원통 내부 자기장은 0이 됩니다. 하지만 원통 내부 전류가 흐를 경우, 내부와 원통 사이의 자기장이 달라지게 되어 구간별로 유도계수가 달라집니다.

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[일반물리학] Serway 대학 물리학 2 18강 예제 31.4: 왜 내부 원통은 고려하지 않는 것인가요?

안녕하세요, 여러분. 오늘은 Serway 대학 물리학 2 18강 예제 31.4에 대해 이야기하려 합니다. 이 예제에서 다루는 주제는 '내부 원통이 왜 고려되지 않는가'에 대한 것입니다. 이 문제를 이해하려면 전류와 앙페르 법칙에 대한 이해가 필요합니다.

먼저, 이해를 돕기 위해 예제 31.4의 문제 상황을 간략히 설명하겠습니다. 문제는 원통 형태의 도선에서 전류가 흐르고 있을 때, 원통 내부와 외부에서의 자기장을 구하는 것입니다. 그런데 이 문제에서는 왜 내부 원통 안쪽을 고려하지 않는 것인지에 대한 의문이 제기되었습니다. 내부 원통 안쪽에도 전류와 그로 인해 생기는 자기장이 있으니, 이를 고려하여 문제를 풀어야 하는 것 아닌가요?

그런데 실제로는 원통의 표면에만 전류가 흐르는 경우, 앙페르 법칙에 따라 원통 내부의 자기장은 0이 됩니다. 만약 원통 내부에도 전류가 흐른다면, 내부와 외부의 자기장은 서로 다르게 됩니다. 이는 내부와 외부에서 전류의 양이 다르기 때문인데, 이로 인해 각 구간에서의 유도계수가 달라지게 됩니다.

따라서 이 예제에서는 원통 내부에 전류가 흐르지 않는다고 가정하고 문제를 풀게 됩니다. 이러한 가정은 실제 물리 현상을 단순화하여 이해하기 위한 것이며, 이를 통해 자기장의 기본 원리를 이해하는 데 도움을 줍니다.

이렇게 복잡한 물리 현상을 단순한 모델로 이해하는 것은 물리학 공부의 중요한 부분입니다. 실제 세상은 매우 복잡하지만, 우리는 이를 단순한 모델로 표현하여 이해하려 노력합니다. 이를 통해 우리는 물리 법칙의 본질을 이해하고, 이를 바탕으로 더 복잡한 현상을 예측하고 이해할 수 있게 됩니다.

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