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전기장과 전기력 예비2024.09.231. 서론 1.1. 개요 전기장(electric field)은 관찰 대상인 전하를 띤 물체가 공간 상의 어느 점 P에 있는 시험 전하에 가해주는 단위 전하량 당 전기력을 의미한다. 즉, 시험 전하가 느끼는 전기력을 시험 전하의 전하량으로 나눈 값이다. 전기장은 어느 전하가 다른 전하에 전기력을 가할 때, 순간적인 원격 작용이 아니라 이러한 전기력을 매개해줄 공간이 필요하다고 생각하여 만든 개념이다. 전하가 주위에게 전기력을 행사하기 위해 주위공간을 적합하게 변형시킨 것이 전기장이다. 또 다르게 말하면, 전기장은 공간상에 전하가 존...2024.09.23
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등전위 실험 결과2024.09.231. 등전위선 실험 결과 및 분석 1.1. 측정 및 분석 1.1.1. 등전위선 그래프 원형전극의 등전위선 그래프는 전하에 가장 가까운 측정 전압인 0.3V와 0.7V에서 가장 곡선의 굴곡이 크고, 중앙으로 갈수록 직선 형태를 띤다. 0.4V와 0.6V도 미세하게 곡선의 형태를 띄어야 하지만 실제 실험에서는 0.4V도 직선형태이다. 이는 점을 찍을 때 발생한 여러 가지 오차 때문인 것으로 보인다. 막대전극의 등전위선 그래프에서도 가장 가까운 전극일수록 곡선의 굴곡이 크지만, 원형전극보다는 그 크기가 덜하다. 이는 막대전극이 원형전...2024.09.23
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쿨롱법칙 미적분2024.08.131. 전기마당과 등전위선 실험 1.1. 실험배경 1.1.1. 실험목적 본 실험에서는 반자동화된 등전위선 실험 장치를 이용해 다양한 모양의 전극 사이에 발생하는 전기마당을 확인하는 것이 목적이다. 탐침으로 등전위점을 찾고, 이를 이어 등전위선(면)을 그리면 전기마당이 어떻게 형성되는지 확인할 수 있다. 이를 통해 가우스 법칙과 쿨롱 법칙을 이해하는 것이 이 실험의 주된 목적이다. 1.1.2. 배경지식 1.1.2.1. 전위차 전위차는 전기장이 있는 공간에서 전하를 띤 입자의 위치 에너지의 차이를 말한다. 다시 말해, 두 지점 사이...2024.08.13
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rc회로2024.08.201. 서론 1.1. RC 회로 실험의 배경 RC 회로 실험의 배경은 전기회로를 이해하고 분석하는 데 있어 매우 중요하다. 전기회로는 전기가 흐를 수 있도록 설치된 닫힌 회로이며, 전류의 흐름은 옴의 법칙과 키르히호프의 법칙을 따른다. 특히 저항(R)과 축전기(C)로 이루어진 RC 회로는 전기회로의 기본 구성요소 중 하나로, 이들의 직렬 연결이 어떠한 특성을 가지는지 실험을 통해 확인할 필요가 있다. RC 회로에서는 전압, 전류, 저항의 관계를 나타내는 옴의 법칙과 회로의 전압 강하를 설명하는 키르히호프의 법칙이 적용된다. 또한...2024.08.20
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전기력선의 성질2024.09.161. 등전위선 실험 1.1. 실험 목적 본 실험의 목적은 도체판(또는 전해질)에 전류를 흐르게 하여 그 위에 등전위선을 그리고, 전기장과 등전위선에 관한 성질을 이해하는 것이다. 1.2. 이론적 배경 1.2.1. 전기장 전기장은 전하의 주위에 생성되는 공간으로, 이 공간에 다른 전하가 놓이게 되면 전하가 전기장에 의해 영향을 받게 된다. 전기장의 크기는 전하가 단위 전하당 받는 전기력의 크기와 같다. 따라서 전기장 E는 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다. E = F/q 여기서 F는 전하 q가 받는 전기력의 크기이다. 전기장...2024.09.16
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쿨롱법칙 실험2024.09.171. 쿨롱의 법칙 실험 1.1. 실험 목적 실험 목적은 평행판 극판에 전압을 걸고 전자저울을 사용하여 두 판에 작용하는 쿨롱 힘을 측정한 후 유전률을 구하는 것이다. 실험에서는 축전기를 이용해 쿨롱의 힘을 직접 측정한다. 축전기가 대전되면 극판들은 크기가 같고 부호가 반대인 Q와 -Q의 전하를 갖게 되며, 극판들 사이에 전위차가 존재한다. 이때 축전기의 전하 Q와 전위차 ΔV는 서로 비례한다. 전기력은 F_e = ε_0 {A(ΔV)^2}/(2d^2)와 같이 표현되며, 아랫방향의 중력 F_g와 윗방향의 전기력 F_e의 합력 F=...2024.09.17
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쿨롱의 법칙2024.09.191. 쿨롱의 법칙 1.1. 실험 목적 이 실험의 목적은 평행판 극판에 전압을 걸고 전자저울을 사용하여 두 판에 작용하는 쿨롱 힘을 측정한 후 유전률을 구하는 것이다. 이를 통해 쿨롱의 법칙을 간접적으로 확인할 수 있다. 전하와 전하 사이에 작용하는 정전기력의 크기와 관계를 밝혀내고자 하는 것이 이 실험의 핵심 목적이라고 할 수 있다. 1.2. 실험 기구 실험 기구는 측정용 베이스(마이크로미터 부착), Kilovolt DC/AC 전원공급기, 전자저울, 고압연결선, 전극판으로 구성되어 있다. 측정용 베이스는 마이크로미터가 부착되어 ...2024.09.19
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등전위선 측정 결과 보고서2024.09.191. 등전위선 측정 1.1. 실험 목적 전극 주변의 등전위선을 그려보고, 등전위선과 전기력선 사이의 관계를 이해하는 것이 이 실험의 목적이다. 전기장은 전기적 성질이 작용하는 공간을 의미하며, 전하가 있는 공간 주위에는 항상 전기장이 존재한다. 전하가 가진 전기적 위치 에너지를 전위(V)라고 하는데, 전위와 전기장 사이에는 거리에 따른 관계가 있다. 원천전하 q1과 그로부터 비롯된 전위 V1의 관계는 V1=ke*q/r로 표현되며, 여기서 ke는 쿨롱 상수를 나타낸다. 전위와 전하의 세기는 육안으로 관찰할 수 없지만, 전하 주...2024.09.19
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중앙대학교 등전위선 측정 결과 보고서2024.09.191. 실험 개요 1.1. 실험 목적 대전체가 그 주위 공간에 전위를 형성함을 이해하는 것이 이 실험의 목적이다."" 1.2. 실험 기본 원리 1.2.1. 전위(전기 퍼텐셜) 전위(전기 퍼텐셜)란 전기장 내에서 단위 전하가 갖는 위치에너지이다. 전기력이 미치는 공간에서 전하가 임의의 위치에 놓여 있을 때, 그 전하가 갖는 퍼텐셜에너지를 전위라고 하며, 전위는 전기장의 성질을 나타내는 핵심적인 개념이다. 전위차(전압)는 두 지점 사이의 전위 차이로 정의되며, 단위전하가 그 두 지점 사이를 움직일 때 받는 일을 전기장에 의한 위치에...2024.09.19
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전기전자2024.09.191. 전기와 전하 1.1. 전자의 특성 전자는 음의 전하를 띠고 있는 입자이다. 원자의 내부에는 원자핵이 있는데 그 주위에 존재한다. 톰슨의 음극선 실험에서 발견되었는데, 진공방전에서 형광 빛이 생기는 것을 관찰하였다. 미국의 밀리컨의 실험으로 전자의 질량을 측정하는데 성공하였고, 1.60*10^-19이라는 것을 알아내었다. 톰슨의 공식에 대입하면 질량 또한 알아 낼 수 있으며, 닐스보어, 헨리 모즐리의 x선 실험을 하며 자세히 밝혀졌다. 원자는 물리적 성질 화학적 성질 둘 다 가지고 있다. 물리적 성질로는 전자 또한 파동의 이중...2024.09.19
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