학문
축전기 관련해서 질뮨 드리고 싶습니다
이렇게 축전기에 반만 유전체를 놓은 상황입니다. 그리고 유전체 경계에 양성자가 박힌 프로펠러?가 있습니다. 그러면 양쪽의 전기장의 세기가 다르기 때문에 프로펠러가 돌아갈 텐데, 그러면 이게 무한 동력 아닌가요?
3개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 조규현 전문가입니다.
축전기에 유전체가 부분적으로만 채워진 상태에서, 유전체 경계 부근에 양성자가 존재해 전기장 차이에 의해 프로펠러가 회전할 것이라는 가정은 흥미롭지만 실제로는 무한 동력이 발생하지 않습니다. 전기장은 유전체의 물질 특성에 따라 분포가 달라지지만, 전기력은 에너지 보존 법칙을 따르므로 어느 한쪽 방향으로 지속적으로 회전을 유지하는 것은 불가능합니다. 프로펠러가 전기장 차이로 움직이는 동안에도 운동 에너지가 결국 전기장 에너지와 균형을 이루어 시스템 전체의 에너지 총량은 변하지 않습니다.
더욱이 유전체 내부 전하 분극, 전기장 재분배, 그리고 프로펠러에 작용하는 마찰력 등이 존재하여 외부에서 지속적인 에너지 공급 없이 계속 회전하는 것은 불가능합니다. 이러한 원리로 무한 동력이나 영구 운동 장치는 현실의 물리 법칙을 위반하는 것으로 간주됩니다. 따라서 제안하신 상황에서는 에너지 보존 원리에 따라 무한 동력 발생은 기대하기 어렵다는 점을 참고하시면 좋겠습니다.
참고 부탁드립니다.
안녕하세요. 조일현 전문가입니다.
무한 동력이 아닙니다.
이미지는 평행판 축전기에 유전체를 절반만 채운 상황이며 이 경우 유전체가 있는 부분과 없는 부분의 전기장 세기가 다르다고 볼 수 있습니다. 또한 무한 동력이 아닌 이유는 에너지 보존 법칙에 위배되지 않으며, 프로펠러가 회전하는 것은 전기장이 프로펠러에 일을 하기 때문이며 결국 축전기에 저장된 에너지를 사용하게 됩니다.
즉 축전기에 저장된 전기 에너지를 운동에너지로 전환하는 과정일 뿐입니다.