Electric Field vs. Electric Flux

전계(Electric Field)와 전속(Electric Flux)는 현대의 과학자들에게는 매우 익숙한 개념이며 많이 사용되는 단어이다.

지금이야 정확하게 구분돼 사용되고 있지만, 이 용어가 등장한지를 그리 오래 되지 않은 것으로 알려졌다.

전계와 전속이라는 개념과 용어가 어떻게 유래됐는지 그 연혁에 대해 조사한 내용을 공유하고자 한다.

 

https://www.youtube.com/watch?app=desktop&v=W3HIzuizXTU

 

[전계 개념의 도입]

• 전계 개념은 19세기 초 마이클 패러데이(Michael Faraday)에 의해 처음 도입됨.
• 패러데이는 전하 주변의 공간에 '힘의 선'이 존재한다는 아이디어를 제시함.
• 이 '힘의 선'은 임의의 전하가 다른 전하에 작용하는 힘을 설명하기 위해 도입됨.

 

[전속 개념의 발전]

• 19세기 중반 맥스웰(J. C. Maxwell)은 패러데이의 아이디어를 수학적으로 정립하면서 전속이라는 개념을 도입함.

 

[전계와 전속의 구분]

• 맥스웰은 가우스 법칙을 통해 전계와 전속 사이의 관계를 명확히 함.
• 가우스 법칙은 폐곡면을 통과하는 전속이 그 내부에 포함된 전하량에 비례한다는 것을 나타냄.
• 즉, 맥스웰 이전 과학자인 가우스 당시에는 전계와 전속의 구분이 없었음을 알 수 있음.

 

[전계와 전속의 차이점]

• 전계 강도와 전속 밀도
• 전계는 공간의 임의의 점에서 정의되는 반면, 전속은 주어진 면적을 통과하는 전계선의 수로 표현됨.
• 전계 단위는 V/m(또는 N/C)인 반면, 전속 단위는 V·m임.