Transcript 벡터계
벡터해석 IT CookBook, 기초 전자기학 학습목표 벡터의 표현: 단위벡터, 투영, 성분스칼라 벡터의 연산: 내적과 외적 좌표계에 대한 이해: 직각, 원통, 구좌표계 좌표계를 이용한 벡터량의 표현 방법 좌표계에서 변수의 성질 및 단위벡터의 상관관계 파악 미소증분 결과 발생하는 : 미소길이, 미소면적, 미소체적을 표현 및 활용 목차 1.1 개요 1.2 벡터의 덧셈과 뺄셈 1.3 직각좌표계 1.4 단위벡터 1.5 벡터계 1.6 벡터의 곱셈 1.7 좌표계 1.1 개요 벡터 해석 : 전기자기적 현상을 이해하고 표현하기 위해 필요 • 벡터와 스칼라 • 벡터와 관련된 법칙과 표현 기법 이해 벡터의 표현 • 단위벡터 및 성분 스칼라의 정의 및 이용 • 크기(magnitude), 방향(direction), 투영(projection), 성분(component), 각(angle)의 정의 • 좌표계로 표현 1.1 개요 벡터의 연산 : 덧셈, 뺄셈, 곱셈 • 곱셈 내적과 외적 1.1 개요 좌표계의 종류 직각, 원통, 구 좌표계 : 물리량의 원인과 결과의 대칭 관계를 고려하여 선택 직각좌표계(Cartesian Coordinate System) • 원점과 세 개의 좌표축 존재 • 변수(x, y, z) : 서로 수직함, 오른손 좌표계 1.1 개요 원통좌표계(Cylindrical Coordinate System) : 동축케이블, 전송선로 등의 전계와 자계 해석에 유용 • 변수 는 서로 직교함 구좌표계(Spherical Coordinate System) : 레이더 및 안테나 등 방사상의 결과를 초래하는 경우, 특히 점전하에 의한 전계해석이나 응용 분야에 매우 유용 • 변수 는 서로 직교함 1.2 벡터의 덧셈과 뺄셈 벡터와 스칼라 • 스칼라 : 크기만 갖는 양 혹은 음의 실수 : 시간, 질량, 거리, 전하량, 전위, 에너지 • 벡터 : 크기와 방향 : 전계, 전속밀도, 자계, 자속밀도 Q. 벡터들의 나눗셈은 가능한가? 1.2 벡터의 덧셈과 뺄셈 벡터의 덧셈 • 분배법칙, 교환법칙 성립 간단한 벡터 연산 1.2 벡터의 덧셈과 뺄셈 벡터의 동치와 서로 다른 두 벡터 서로 다른 두 면 벡터 1.3 직각좌표계 직각좌표계 • 서로 직각인 3개의 좌표축 • 변수 x, y, z • 오른손 좌표계(right handed coordinate) • 원점 : x=y=z=0인 yz평면, zx평면, xy평면의 교차점 • 점 P(x, y, z)의 교차점 : x=0인 yz 평면 y=0인 zx 평면 z=0인 xy 평면 1.3 직각좌표계 미소증분 • 변수 : 증분 1.4 단위벡터 • r=x+y+z x, y, z : 벡터 r 의 성분 벡터 • ax, ay, az : x, y, z 방향으로의 단위벡터 x, y, z 방향으로의 크기 : x, y, z → r = xax + yay + zaz : xax, yay, zaz : 벡터 r의 성분벡터 x, y, z : 벡터 r의 성분 스칼라 1.5 벡터계 벡터와 스칼라 스칼라양 : 길이, 시간 스칼라계 : 위치에 따라 변화하는 값을 도시 • 지도상의 한 점의 높이(스칼라 양)와 등고선(스칼라계) 벡터양 : 한 점의 크기와 방향 벡터계 : 크기와 방향을 포함하는 공간 • 벡터양 : • 벡터계 : 1.6 벡터의 곱셈 - 내적 내적(dot product, scalar product) Ex.) 1.6 벡터의 곱셈 - 내적, 응용의 예 단위벡터 방향의 성분의 크기(성분 스칼라) 같은 방향으로의 성분벡터 1.6 벡터의 곱셈 - 외적 외적(vector product, cross product) 1.6 벡터의 곱셈 - 외적, 응용의 예 1.7 좌표계 - 원통좌표계 원통좌표계 • 좌표계의 변수 : • 단위벡터 : • : : 가 일정한 원통면 가 일정한 평면 가 일정한 평면 의 교차점 1.7 좌표계 - 원통좌표계 미소증분 1.7 좌표계 - 원통좌표계 좌표변환 1.7 좌표계 - 원통좌표계 • 연산의 결과 1.7 좌표계 - 구좌표계 구좌표계 • 좌표계의 변수 : • 단위벡터 • : 이 일정한 평면 가 일정한 원추면 가 일정한 평면 의 교차점 1.7 좌표계 - 구좌표계 미소증분 1.7 좌표계 - 구좌표계 좌표변환 1.7 좌표계 - 구좌표계 • 단위벡터의 연산관계의 예 • 연산의 결과 IT CookBook, 기초 전자기학 끝