등전위선 측정 결과보고서 중앙대학교

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최초 생성일 2024.10.06
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"등전위선 측정 결과보고서 중앙대학교"에 대한 내용입니다.

목차

1. 등전위선 측정 실험
1.1. 실험 목적
1.2. 실험 개요
1.3. 기본 원리
1.4. 실험값
1.4.1. 실험 1: 두 원형(小) 전극 사이의 등전위선 측정
1.4.2. 실험 2: 두 긴 직사각형 전극 사이의 등전위선 측정
1.4.3. 실험 3: '도체(금속)의 표면은 등전위를 이룬다.'는 현상 확인
1.5. 결과 분석
1.6. 오차 논의 및 검토
1.7. 결론

본문내용

1. 등전위선 측정 실험
1.1. 실험 목적

이 실험의 목적은 대전체(전극)의 주위에 형성되는 등전위선을 확인하고, 등전위선의 특징을 설명할 수 있는 실험 결과를 얻는 것이다. 즉, 대전체가 그 주위 공간에 전위를 형성함을 이해하는 것이 실험의 목적이다.


1.2. 실험 개요

실험 개요는 다음과 같다. 수조 내에 지정된 위치에 같은 모양의 원형 전극 2개를 각각 +와 -의 전하의 대전체로 만든다. 고정검칭봉을 임의의 위치에 고정시킨 후 이동검침봉을 수조 내에서 이동시켜가며 전류가 흐르지 않는 지점인 등전위를 이루는 지점들을 찾고 등전위점들을 연결하여 등전위선을 그린다. 긴 직사각형 전극으로 모양을 바꾸어보고 등전위선 관측결과를 원형 전극의 경우와 비교하여 전극의 모양에 따라 형성되는 등전위선의 모양이 달라지는지 확인한다. 또한, 전극 사이에 도체를 두고 도체 표면의 전위를 측정함으로써 전기장 내에 놓인 도체의 표면은 등전위를 이룸을 확인한다.


1.3. 기본 원리

전위(electric potential)는 중력 퍼텐셜 에너지와 유사한 개념으로, 단위 전하당 전기 퍼텐셜 에너지를 말한다. 퍼텐셜 에너지의 변화는 보존력이 한 일에 음의 부호를 붙인 것과 같으므로, 퍼텐셜 에너지의 변화는 거리 r의 제곱에 반비례한다. 즉, ∆U = -Fcds = -Eqds = -q∆V 로 정의된다. 여기서 Fc는 보존력, E는 전기장, q는 전하량, ∆V는 전위차(전압)이다.

전기장 E는 단위 전하당 작용하는 힘이며, 전위차 ∆V는 단위 전하당 전기 퍼텐셜 에너지의 변화량이다. 이때 전기장과 전위는 각각 대전체가 그 주위 공간에 형성하는 전기력이 미치는 효과와 전기 퍼텐셜 에너지의 위치 정보로 해석된다. 즉, 전기장은 힘의 관점에서, 전위는 에너지의 관점에서 전기 효과를 나타낸다.

등전위선은 같은 중력 퍼텐셜을 갖는 지점들을 연결한 등고선과 같은 논리로, 대전체가 전기력을 미치는 공간에서 전위가 같은 지점들을 연결하여 나타낸 것이다....


참고 자료

태그

#등전위선 #전기장 #전위 #도체 #전극 #등전위점 #대칭성 #전류 #전기력선 #표면전하밀도

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