전기장과 전기력선·등전위면

점전하, 쌍극자, 평행판 축전기 배치를 비교하며 전기력선과 등전위면의 관계를 탐구하세요.

핵심 원리

전하 주위에 전기장이 형성되며, 전기력선으로 시각화할 수 있습니다. 등전위면은 전위가 같은 점들을 연결한 면으로 전기력선과 항상 수직입니다. 등전위면의 간격이 좁을수록 전기장이 강합니다.

탐구 질문

• 전기력선과 등전위면이 항상 수직인 까닭을 설명해 보세요.
• 등전위면의 간격이 좁을수록 전기장의 세기가 큰 까닭은 무엇인가요?
• (가)의 A, B에 형성된 전기장의 세기를 등전위면 간격으로 비교해 보세요.

실생활 예시

• 번개: 구름과 지표 사이 큰 전기장이 방전을 일으킵니다.
• 정전기: 마찰 후 물체 주변 전기장 때문에 끌림과 밀어냄이 생깁니다.
• 심전도: 몸의 여러 지점 사이 전위차를 측정해 심장 활동을 읽습니다.
• 입자 가속기: 전기장을 이용해 하전 입자를 가속합니다.

전기력선은 (+)전하에서 나와 (−)전하로 들어가며, 등전위면과 항상 수직입니다.

⚡ 전기장과 전기력선·등전위면

관찰 포인트
화면의 노란 링은 선택 지점에서의 국소 등전위 접면 방향을 보여 줍니다. 링의 법선은 전기장 방향과 일치하므로, 전기력선과 등전위면의 수직 관계를 바로 확인할 수 있습니다.