물리 등전위선 실험 보고서

소개글

일반 물리학 및 실험 A+ 레포트입니다.

목차

1.이론
2.과정
3.실험결과
4.분석및토의

본문내용

Ⅰ. 이론

전위차를 가진 두 전극 사이에는 항상 전기장이 존재한다. 시험전하 가 이 전기장 내에서 힘 를 받을 때, 그점에서의 전기장은 로 정의된다.
한편, 그 점의 전위 는 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 있다. 하나의 점전하 가 있는 점을 중심으로 하는 방사선이며, 등전위면은 점을 중심으로 하는 동심구면이 된다. 의 점전하와 의 점전하가 공간에 놓여 있을 때는 같은 전력선과 등전위면을 그릴 수 있다.
등전위면 위에서 전하를 이동시키는데 하는 일은 영이므로, 그 면에 접한 방향에는 전기장의 값이 없다. 따라서, 전기장의 세기는 그 면에 수직이다.
전기장이 일을 한다는 것은 정전하가 전위의 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동해 가는 경우이므로, 전력선은 전위의 높은 곳에서 낮은 곳으로 향한다.
따라서, 전기장 의 방향은 그 점에서 전위 가 가장 급격히 감소하는 방향이며, 그 방향으로의 미소변위를 이라 하면, 와 사이의 관계식은

또는

이다. 따라서,전기장 는 등전위선(면)에 수직이 된다. 은 등전위면(선)에 수직인 단위벡터이다.
편의상 2차원 평면에 대해서 실험적인 이론을 생각해 보자. 즉, 어느 도체판의 두 단자를 통해서 잔류를 흘릴 때, 도체판 내에서의 전류의 유선의 방향은 전기장의 방향을 나타낸다. 이 유선에 수직인 방향에는 전류가 흐르지 않으므로 전위차도 없다. 이와 같은 점을 이은 선은 등전위선이 된다.

참고 자료

없음