계명대 일반 물리 및 실험 1장 보고서(전기장) A+

소개글

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목차

1.실험목적 및 배경이론
2.실험이론
3.실험결과
4.고찰
5.질문과 답

본문내용

1.실험목적 및 배경이론

1]실험목적
• 전기력과 전기장을 이해한다.

• 공간상에서의 여러 전하가 만드는 전기력선의 모양을 이해하고 이를 통하여 전기장의 모양을 추론한다.

• 가우스 법칙을 이해하고 이를 응용한다.

2]배경 및 이론
• 두 전하 사이에는 정전기력(Electrical Force)이 작용하며 극성이 다른 전하 사이에는 잡아당기는 힘(인력)이 존재하며 극성이 같은 전하 사이에는 서로 밀어내는 힘(척력)이 존재한다.

• 두 전하 사이의 쿨롱의 법칙은 아래의 식으로 표현되며 전기력은 두 전하의 크기에 비례하고 두 전하 사이의 거리의 제곱에 반비례한다.

F_E=k (q_1 q_2)/r^2

• 전기를 띤 입자는 주변공간에 전기장(Electrical Field)을 형성하며 아래의 식으로 표현된다.

E=F_E/q_0 =k q/r^2

• 전기력선은 전기장을 시각화한 가상의 선이다. 전기력선은 양전하(전기장의 소스)에서 출발하여 음전하(전기장의 싱크)에서 끝난다.

• 전기력선이 조밀한 곳은 전기장이 강하고 전기력선이 조밀하지 않은 곳은 전기장이 약하다. 전기장의 방향은 전기력선의 접선성분과 같다.

(a) (b)

(점 전하의 전기력선 (a) 양전하는 전기력선이 전하에서 나오는 방향이다.)
(점 전하의 전기력선 (b) 음전하는 전기력선이 전하로 들어가는 방향이다.)

• 아래의 그림은 같은 양의 전하를 가지고 있는 양전하와 음전하(전기 쌍극자) 사이의 전기력을 나타낸 것이다.

(전기 쌍극자 사이의 전기력선)

• 전위는 전기장 내에서 단위 전하가 갖는 위치 에너지이다. 전위차(전압)는 전기장 내에서 두 점 사이의 전위의 차이이며 아래와 같이 표현된다.

∆v=k q/r

• 가우스 법칙: 임의의 폐곡면을 지나는 전기장의 총 선속은 그 폐곡면으로 둘러싸인 공간 안의 알짜 전하량에 비례한다

• Φ는 가우스 폐곡면을 지나는 전기력선 다발이고, Q는 가우스 폐곡면 안의 알짜 전하량이고 ϵ_0는 진공에서의 유전상수이다.

(가우스 폐곡면을 통과하는 전기선속)

참고 자료

없음