전하,electric_charge

기호:
$Q$ (constant charge)
$q$ (time-varying charge)
단위: C (coulomb)

전하는 움직이는지(rel. 고체,solid esp 반도체,semiconductor의 경우, 전자이동도,electron_mobility - curr 이동도,mobility#s-1) 아닌지 여부가 중요.
가만히 있는 경우 - 이 때를 다루는 학문 분야? 정전기학,electrostatics { WpKo:정전기학 }
움직이는 경우 - 전류 및 자기,자성,magnetism현상이 생기는.

전하가 움직이면(운동,motion?) 전류,electric_current가 생긴다.

전하속도,velocity
$v=0$ : 정지했으면, 주변에 전기장,electric_field을 만드는.
$v=\text{const.}$ : 일정하면, 주변에 자기장,magnetic_field을 만드는. (ex. 전류가 흐르는 도선)
$\exists a$ : 가속도가 존재하면, (가속운동을 하면,) 주변에 전자기장,electromagnetic_field을 만드는. CHK. via https://youtu.be/jpRmbeZEk-U?t=403

전하는 주위 공간을 전기장,electric_field으로 만든다.
전기장안에 있는 전하는 힘(전기력,electric_force)을 받는다.

전하전기장,electric_field을 만든다. 임의의 폐곡면을 통과하는 그 전기장의 선속,flux은, 그 폐곡면 내부 전체 전하량에 비례한다.
(가우스_법칙,Gauss_s_law, 맥스웰 1 방정식)
따름정리: 어떤 폐곡면 내의 전하가 0이면, 그 면을 출입하는 전속,electric_flux은 0이다.
(Fleisch p1-2)

전하는
음전하, -전하, negative charge
전자,electron일수도 있고? 음이온도?
부호,sign에 따라 두 가지 - 양전하,positive_charge 음전하,negative_charge ... curr at 부호
양전하, +전하, positive charge
가상의 ... 전자의 결핍상태? 양공(electron hole) WpEn:Electron_hole일수도 있고.... 이 생각이 맞는지 CHK ... 양공,hole
(위 둘) 서로 부호가
같은 전하들끼리는 (+ +, − −) repulsive 척력
다른 전하들끼리는 (+ −, − +) attractive 인력
(둘 다 전기력,electric_force)
전해질,electrolyte에서는 이온,ion
positive ion
negative ion

1초동안 1 A의 전류,electric_current가 흐른 전하의 양(전하량)이 1 C

Q = I t
1 C = 1 A·s

I = Q / t
1 A = 1 C/s

더 일반적으로는 (? CHK)
I = dQ / dt
t0과 t사이에 전달된 전하: (Q=It의 일반화 버전? CHK)
$Q=\int_{t_0}^{t}Idt$


다른 표현으로는,

$I=\frac{Q}{t}$
$1\mathrm{A}=\frac{1\mathrm{C}}{1\mathrm{s}}$

$i=\frac{dq}{dt}$
$dq=idt$
$q=\int_{0}^{t}idt$


또 이런 표현도.
전류
$i(t)=\frac{dq(t)}{dt}$
그래서 전하
$q(t)=\int_{-\infty}^{t}i(x)dx$


전류와 전하의 관계식

(전류,electric_current $i=dq/dt$ 에서 $dq=idt$ 이므로)

시간 $t_0$ 에서 $t$ 까지 전달된 전하는 다음과 같이 정적분 형태로 나타낼 수 있다.
$\int_{q(t_0)}^{q(t)} dq = \int_{t_0}^{t} idt'$
따라서 $t$ 까지 전체 시간 동안에 전달된 총 전하량은 다음 식과 같다.
$q(t)=\int_{t_0}^t idt'+q(t_0)$

(Hayt의 회로이론 p15)


1 C의 전하 속에는 1/(1.6×10-19) = 6.24…×1018 개의 전자,electron가 있음
1 C : 6.24×1018개의 전자의 전하

전자,electron 하나의 전하는 −1.602×10−19 C
양성자,proton 하나의 전하는 +1.602×10−19 C

전자가 6.25×1018개 모였을 때 −1 C
양성자가 6.25×1018개 모였을 때 +1 C



1. 용어

양전하(positive electric charge)와 음전하(negative …)로 나눌 수 있음

점전하 point charge
선전하 line charge
면전하 surface charge
체적전하 volume charge

시험전하 test charge - 시험전하,test_charge AKA 탐색전하
기본전하,elementary_charge
{
전하는 양자화(quantize)되어 있어서(quantized) 항상 (양자화,quantization)
전자,electron의 전하 e = −1.602...×10−19 C (혹시 -e인가?)
또는
양성자,proton의 전하 1.602...×10−19 C (이게 e인가?)
의 정수배로만 존재.
q = N e (N ∈ ℤ)
또는
q = ± N e

그래서 전자 6.25×1018개가 −1 C
(1.602...×10−19의 역수는 6.25×1018)

아무튼 모든 전하 $(q)$ 는 기본전하(량) $(e)$ 의 정수 $(N)$ 배로 존재.

기호 e의 중의성
입자 기호 전하량
전자 e, e- -e
양성자 p +e, e
중성자 n 0

WpKo:기본_전하
양성자,proton 하나의 전하, 혹은 전자 하나의 전하의 절대값
물리상수,physical_constant의 하나

MKL
보어_반지름,Bohr_radius
{
WpEn:Bohr_radius
}





2. 전하간 힘

전하 사이의 힘은 전기력,electric_force쿨롱_법칙,Coulomb_s_law을 참조.

3. 전하밀도


전하를 나타내는 방법은 개별 전하 개수로 표기하기 보다는 전하밀도로 표기하는 일이 굉장히 잦음. 따라서 전하밀도를 그냥 전하로 부르기도 함. (ex. 선전하밀도→선전하)

체적 전체전하량 CHK
{
전체 전하량은 전하밀도를 적분한 것. 부피전하밀도를 예로 들면,
$Q=\int\rho_v dv=\iiint \rho_v dv$
전하밀도가 일정하다면 단순 곱셈도 ok.
$=\rho_v V$

직각좌표계
직육면체(길이 너비 높이가 l, w, h) 내에 $\rho_v=$ 1C/m3 일 때
$Q=\iiint \rho_v dv$
$=\int_{z=0}^h \int_{y=0}^w \int_{x=0}^l 1 dxdydz = lwh$ (C)

확장: 원통좌표계 (반지름 a, 높이 h인 원주)
$Q=\iiint 1 dv$
$=\int_{z=0}^{h} \int_{\phi=0}^{2\pi} \int_{\rho=0}^{a} d\rho \, \rho d\phi \, dz$
(좌표계 기호 순서가 rho-phi-z이고, 적분기호 쓰는 순서는 그 반대)
$\phi,z$ 에 대해서는 $2\pi h$ 가 상수로 나오고, $\rho$ 는 상수가 아니고 적분해야.
$=(2 \pi h)\left[ \frac12\rho^2 \right]_0^a$
$=\pi a^2 h$

확장: 구면좌표계
반지름 a인 구
$Q=\iiint 1 dv$
$=\int_{\phi=0}^{2\pi} \int_{\theta=0}^{\pi} \int_{r=0}^{a} dr (rd\theta) (r\sin\theta d\phi)$
}
[http]src 2강 1:23

4. 미분전하 dq


curr. goto 전하밀도,charge_density - 현재 저기서 주로 언급됨

5. 전하분포 charge distribution

도체의 경우 겉표면에 균일하게 분포.

전하밀도와 관련이 높다....
기호는 $\rho(\vec{r})$ 인가? (from 차동우; see 가우스_법칙,Gauss_s_law#s-3, 쿨롱_법칙,Coulomb_s_law#s-1)
그렇다면 같은 기호 rho를 쓰는 전하밀도,charge_density(esp. 부피전하밀도), 밀도,density와의 관계는?






6. 형식전하 formal charge (화학)

7. 부분전하 partial charge (화학)


δ+, δ−


WpEn:Partial_charge
'net atomic charge'(알짜 원자 전하?)라고도 함. 비정수(non-integer) 값. 화학결합,chemical_bond에서 전자,electron가 비대칭적 분포를 하기 때문에 생김. 예를 들어 HCl(염화수소,hydrogen_chloride)의 극성공유결합,polar_covalent_bond을 이루는 공유 전자들은 두 연결된 원자 사이에서 진동,oscillation,vibration하는데 이건 zones within the distribution(분포,distribution 안의 지역들?)으로 나타나는 것이지, assemblage as a whole(전체적 집합체?)로 나타나는 성질,property이 아니다. 더 전기음성도가 높은 원자 쪽으로 전자가 끌리는 그런. (앞부분대충번역)
δδ+은 δ+보다 더 약한 것. δδδ+은 더 더 약한.

WtEn:partial_charge
보면
1 (물리) 전자 하나의 전하보다 작은 전하. 쿼크,quark의 전하 등.
2 (화학) 전기음성도,electronegativity 차이로 인한 극성분자(극성,polarity을 띤 분자,molecule - 극성분자,polar_molecule)에서 특정 원자,atom에 대한 partial charge(부분적 전하).

8. 전하보존법칙 law of conservation of electric charge

the (net) electric charge can neither be created nor destroyed
따라서 연속방정식,continuity_equation을 쓸 수 있다 한다...


9. 전하운반자, 전하캐리어, charge carrier

2020-11-22
캐리어,carrier or 전하캐리어,charge_carrier - 전하와 비슷한 개념?
or
운반자,carrier or 전하운반자,charge_carrier
{
전하 캐리어 (charge carrier) 개념이 있음
: 전하,electric_charge를 이동시키는 입자,particle. ex. 전자, 이온, 양공,hole
양공은 준입자이므로 '입자 혹은 준입자', '입자 또는 유사한 것'으로 바꾸어야 하지 않나.

Sub/topics
캐리어밀도,carrier_density or 캐리어농도,carrier_concentration - 밀도,density or 농도,concentration



분류
고체,solid 내의 현상이며
응집물질물리 / 고체물리 / 반도체,semiconductor

}

10. etc

가우스_법칙,Gauss_s_law에 q가 나온다.


charge의 다른 뜻은 충전,charge 그 반대말은 방전,discharge


AKA 전기전하
Keyword: 전하량
Up: 전자기학,electromagnetism
Ref: WpKo:전하