[서울대학교 물리학실험2 A+ 보고서(2020)] 1. 전하와 전하 사이 보고서

소개글

서울대학교 물리학실험2의 첫번째 실험 "전하와 전하사이" 보고서입니다.

목차

1. 서론
1) 실험 목적
2) 배경 지식
3) 실험 방법

2. 세부 실험 과정 및 실험 결과
1) 실험1: 극판 사이 거리의 영향
2) 실험2: 전위 차의 영향
3) 실험3: 유전체의 영향

3. 오차 분석 및 토론
1) 실험1, 2의 차이
2) 가장자리 효과
3) 실험3 해석

4. 결론

본문내용

Abstract
본 실험에서는 전하를 일정하게 대전시킨 두 도체 판 사이 작용하는 전기력을 측정한다. 일정한 전압에서 두 도체 판 사이 거리를 변형시키는 실험을 통해 전기력이 두 도체 판 사이 거리의 제곱에 반비례함을 확인한다. 또, 두 도체 판 사이 거리를 고정시키고 전압과 유전판을 변형시키면서 유전율과 전압이 전기력에 미치는 영향을 확인한다.

1. 서론
1.1. 실험 목적
본 실험에서는 전하를 일정하게 대전시킨 두 도체 판 사이에서 작용하는 전기력이 도체 판 사이 거리의 제곱에 반비례함을 확인한다. 또, 전기력과 두 판의 전위 차, 도체 판 사이에 끼운 유전판의 유전율의 관계를 알아본다.

1.2. 배경 지식
1.2.1. 평행판 축전기의 전기용량
평행판 축전기에서 각 도체 판에 대전된 전하가 각각 +q, -q일 때 축전기의 전하를 위 값의 절댓값 q라고 한다. 또, 두 판이 도체이므로 각 판은 등전위이고, 두 도체 판 사이 전위 차를 V라고 하면 축전기의 전하와 전위차는 정비례한다. (q=CV) 이때 비례 상수 C는 축전기의 전기용량으로 도체 판의 기하학적인 구조에 의해서만 결정된다.

진공에서 두 판의 넓이와 사이 간격이 A, d인 평행판 축전기의 전기용량은 다음과 같다.
C=ε_0 A/d
ε_0=8.85×10^(-12) C^2/N∙m^2로 진공에서의 유전율을 의미한다. 만약 두 판 사이에 유전상수가 κ인 물체가 있다면 ε_0 대신 κε_0을 넣어서 전기용량을 구할 수 있다.

참고 자료

[David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker, Fundamentals of Physics Extended, 10th ed., Wiley, 2013, pp614, 717-721, 723-733
[Raymond A.Serway, John W.Jewett,Jr., Principles of Physics: A CALCULUS-BASED TEXT, 5th ed., Cengage, 2013, pp671-683