등위전선

소개글

3. 실험목표
- 도체판(또는 전해질) 에 전류를 흐르게 하여 그 위에 등전위선을 그리고, 전기장과 등전위선에 관한 성질을 이해한다.

4. 실험원리
전위차를 가진 두 전극(전하) 사이에는 항상 전기장이 존재한다. 전하량 q의 하전입자가 전기장 내에서 힘 F를 받을 때, 그 점에서의 전기장은 E = F / q 로 정의된다. 한편, 그점의 전위 V는 단위전하당의 위치에너지로 정의된다. 전기장 내에는 같은 전위를 갖는 점들이 존재한다. 이 점들을 연결하면 3차원에서는 등전위면을, 2차원에서는 등전위선을 이룬다. 전기력선이나 등전위면은 전기장 내에서 무수히 많이 그릴

5. 실험장비
① 얇은 도체판, 또는 바닥에 얇은 철사망이 잇는 물접시
② 검류계 또는 오실로스코프
③ 전원
④ 세 개의 고정전극과 한 개의 이동단자
⑤ 여러 모양의 전극

목차

1 . 실험일시
2. 실험 제목
3. 조, 조원
4. 실험목표
5. 실험원리
6. 실험기구 및 장치
7. 실험 방법
8. 실험 결과
8. 실험 결과
10. 참고자료

본문내용

3. 실험목표
- 도체판(또는 전해질) 에 전류를 흐르게 하여 그 위에 등전위선을 그리고, 전기장과 등전위선에 관한 성질을 이해한다.

4. 실험원리
전위차를 가진 두 전극(전하) 사이에는 항상 전기장이 존재한다. 전하량 q의 하전입자가 전기장 내에서 힘 F를 받을 때, 그 점에서의 전기장은 E = F / q 로 정의된다. 한편, 그점의 전위 V는 단위전하당의 위치에너지로 정의된다. 전기장 내에는 같은 전위를 갖는 점들이 존재한다. 이 점들을 연결하면 3차원에서는 등전위면을, 2차원에서는 등전위선을 이룬다. 전기력선이나 등전위면은 전기장 내에서 무수히 많이 그릴 수 잇다. 하나의 점전하Q가 만든 ㄴ 전기장의 전기력선은 Q가 있는 점을 중심으로 하는 방사선이며, 등전위면은 Q점을 중심으로 하는 동심구면이 된다. +Q의 점전하와 –Q의 점전하가 공간에 놓여 있을 때는 전기력선과 등전위면을 그릴 수 있다.
등전위면 위에서 전하를 이동시키는 데 필요한 일(W = q∆V) 은 영(0)이므로, 그 면에 접한 방향에는 전기장의 값이 없다. 따라서, 전기장의 방향은 그 면에 수직이다. 전기장이 일을 한다는 것은 점전하가 전위의 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동해가는 경우이므로 전기력선은 전위가 높은 곳에서 낮은 곳으로 향한다. 따라서, 전기장 E의 방향은 그 점에서 전위V가 가장 급격히 감소하는 방향이며, 그 방향으로의 미소변위를 dl이라 하면, E와 V사이의 관계식은


또는

이다. 따라서 전기장 E는 등전위선(면)에 수직이 된다.

참고 자료

- 일반물리학실험 (2001, 청문각, 김태홍)