일반물리학실험 - 등전위선과 전기장

소개글

일반물리학실험
□ 실험제목 : 등전위선과 전기장

목차

□ 실험제목 : 등전위선과 전기장
□ 실험목적
□ 실험원리
□ 실험기구 및 재료
□ 실험방법
▲ 등전위선 측정
▲ 전기장 측정

□ 실험결과
□ 질문 및 토의

본문내용

□ 실험제목 : 등전위선과 전기장

□ 실험목적
등전위선과 전기장의 개념을 이해하고 주어진 전극 배치에 대해 등전위선과 전기장을 그려봄으로써 등전위선의 모양과 전기장의 방향을 확인한다.

□ 실험원리
점전하 q와 q′사이에는 쿨롱의 법칙에 의해서 다음과 같은 힘이 작용한다.

여기서 K는 상수로 이고, r은 두전하 사이의 거리이며, r은 단위 벡터이다. 임의의 점전하 q가 다른 전하로 인해 생긴 전기장 E로 인해 힘 F를 받을 때 그 점에서 의 전기장은

로 정의되고 벡터량이다. 이때 그 점의 전위 V는 단위 전하당의 위치 에너지로 정의된다. 그러므로 전하 q에서 거리 r만큼 떨어진 위치에서의 전위는

이 되고 스칼라량이다. 이 식에서 점전하 q에서 방사상으로 같은거리 r만큼 떨어진 점의 집합인 구의 표면이 전위가 같은 등전위면이다. 이와 같이 전기장 내에는 같은 전위를 갖는 점들이 존재한다. 이 점들을 연결하면 3차원에서는 등전위면을 2차원에서는 등전위선을 이룬다.
전기장 E하에서 전하 q를 한점에서 다른점으로 dl만큼 이동시키는데 필요한 일 dW는 다음 식과 같이 주어진다.

여기서 dV는 두 점사이의 전위차이며, (-)부호는 전기장의 반대방향으로 일을 하는 것을 뜻한다. W와 q의 단위가 각각 joule과 coulomb이면, 전위 V의 단위는 Volt로 주어진다.

참고 자료

없음