요약:

맥스웰은 자기(자석의 힘)와 전기가
서로 모습을 뒤바꿀 수 있다는 점을 수학 공식으로 정리했고,
후대 학자들이 이것을 4가지로 간단히 요약했어요.

1번 방정식: 자연적인 전기
2번 방정식: 자연적인 자석
3번 방정식: 인공적인 전기
4번 방정식: 인공적인 자기

1번: 전기 성질을 띤 입자가 많아지면 전기도 강해진다.
2번: 자석의 N극과 S극은 한 쌍이라서 쪼갤 수 없다.
3번: 자석을 움직이면 주변에 전기가 생긴다.
4번: 전류가 흐르면 주변에 자기가 생긴다.

결론: 전기가 있는 곳에 자기가 있고, 자기가 있는 곳에 전기가 있다.

* 영상 해설: A3 한 장에 정리해본 “맥스웰 방정식”

전기의 원천은 2가지뿐이다. 하나는 저절로 생긴 것이고, 다른 하나는 일부러 만들어내는 방법이다. 원래부터 저절로 생긴 전기가 정전기다. 일부러 만든 전기의 흐름을 유도 전류라고 한다. ‘유도’가 일부러 만든다는 말이다. 자기의 원천은 자석 또는 전류다. 전류가 흐르면 주변을 자기장이 감싼다. 따라서 전기와 자기는 항상 상호작용을 하며, 그 관계를 정리한 것이 맥스웰 방정식이다.

* 맥스웰 방정식: 제임스 맥스웰이 전기와 자기의 밀접한 관계를 수학적으로 정리한 것.

가우스 전기장 법칙: + 전하와 – 전하가 따로 존재하여 전기의 원천이 된다.
패러데이 전자기 유도 법칙: 자석이 회전하면 전기가 생긴다.
가우스 자기장 법칙: 전기와 달리 자기는 항상 N/S 함께 존재한다. 분리할 수 없다.
앙페르-맥스웰 회로 법칙: 전류가 흐르면 자기장이 생긴다.

* 전하(電荷, Electric Charge): 한자 말뜻은 전기적 특징을 짊어진다는 뜻. 서로 밀어내거나 서로 잡아당기는 현상을 일으키는 물질의 성질. 한 종류는 + 전하로, 다른 한 종류는 – 전하로 규정한다. 전하를 띠는 원자나 분자를 ‘이온’이라고 부른다.

‘전하’가 한 번에 이해되는 영상

* 자기장(자계): 자석의 힘이 미치는 영역. 약자 B로 표시하는 이유는 이 분야에 선구적이었던 프랑스 학자들이 나침반이 항상 북쪽(boréal [보헤알])을 가리키는 것에 착안해 붙인 것이라는 이야기가 있으나 큰 의미가 있는 것은 아니다. 대부분의 기호는 그냥 기호가 남아서 사용하기 때문이다. 물론 기호들이 많이 남아돌 때는 의미를 부여해 붙이기도 했다. 전기장에 E를 붙이는 것처럼.