변위 전류

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변위 전류(變位電流, displacement current) 또는 옮김 흐름앙페르 회로 법칙에서 참 전류와 유사하게 자기장을 생성하는 항으로, 진공에서는 전기장의 시간에 대한 도함수다. 전류와 유사한 성질을 지니지만, 변위 전류는 전류가 아니다. 즉, 대전된 입자의 움직임을 통해 만들어지지 않는다.

정의[편집]

진공에서, 앙페르 회로 법칙은 다음과 같다.

\oint_{\partial S}\mathbf B\cdot d\mathbf l=\oint_S(\mu_0\mathbf J+\mu_0\epsilon_0\dot{\mathbf E}).

여기서 S는 어떤 임의의 곡면이고, \partial S는 (시계 반대 방향으로 방향을 잡은) S둘레인 폐곡선이다. \mathbf B자기장이고, \mathbf E전기장이며, \mathbf J전류 밀도다.

이에 따라, \epsilon_0\dot{\mathbf E}가 전류 밀도 \mathbf J와 유사한 역할을 하는 것을 알 수 있다. 따라서 변위 전류 밀도 \mathbf J_\text{d}를 다음과 같이 정의한다.

\mathbf J_\text{d}=\epsilon_0\dot{\mathbf E}.

주어진 곡면을 지나는 변위 전류 I_\text{d}는 변위 전류 밀도 \mathbf J_\text{d}의 선속이다.

매질 안에서는 앙페르 법칙이 다음과 같다.

\oint_{\partial S}\mathbf H\cdot d \mathbf l=\oint_S(\mathbf J+\dot{\mathbf D}).

여기서 \mathbf H는 자기장 세기이고, \mathbf D변위장(displacement field)이다. 이에 따라, 변위 전류 밀도는 다음과 같다.

\mathbf J_\text{d}=\dot{\mathbf D}.

참고 문헌[편집]

  • Griffiths, David J. (1999). 《Introduction to Electrodynamics》 (영어). Addison-Wesley. ISBN 978-0138053260
  • Bork, Alfred M. (1963년 11월). Maxwell, Displacement Current, and Symmetry. 《American Journal of Physics》 31 (11): 854. doi:10.1119/1.1969140.
  • Bork, Alfred M. (1967년 9월). Maxwell and the Electromagnetic Wave Equation. 《American Journal of Physics》 35 (9): 844. doi:10.1119/1.1974263.

같이 보기[편집]