서울대학교 물리학실험2 전하와 전하사이 쿨롱의 법칙 결과보고서

소개

"서울대학교 물리학실험2 전하와 전하사이 쿨롱의 법칙 결과보고서"에 대한 내용입니다.

목차

1. 서론
1.1. 실험 목적
1.2. 배경 이론
1.3. 실험 방법

2. 본론
2.1. 실험 결과
2.2. 실험 결과 분석

3. 결론

4. 참고 문헌

본문내용

1.3.1. 실험 장비
전압을 인가하는 전원장치, 극판 사이의 힘을 측정하는 저울계, 축전기 역할을 하는 원형 평행판 축전기, 축전기를 구성하기 위한 스탠드, 그리고 평행판 사이의 거리를 측정하기 위한 마이크로미터가 있다.
1.3.2. 실험 과정
1) 유전 물질을 삽입하지 않는 경우
전원 장치를 끄고 영점을 맞춘 뒤 전자 저울의 수평을 맞춘다. 그리고 극판 사이에 넣어야 할 절연 물질이 있는 경우 삽입 후 영점을 맞추고 존재하지 않는 경우 영점만을 맞춘다. 그리고 각 극판의 전선을 접지시켜 극판에 남아있는 잉여 전하와 전압에 의한 영향을 제거한다. 그 뒤 극판 사이의 거리를 마이크로미터를 이용해 측정하고 평행함을 확인한다. 전원의 전압을 조절해 무게를 측정한 뒤 출력전압 단자를 최소로 한 뒤 다시 두 극판을 접지시킨다. 이후 거리를 유지한 채 전압을 변경하며 저울계의 무게를 통해 힘을 측정한 후 다시 거리를 변경해 동일한 실험을 반복한다. 이 때 거리는 d=5,10,15[mm]에서 전압은 1.5[kV]에서 13.5[kV]까지 1.5[kV]의 간격을 두고 각각 측정을 수행한다.

2) 유전물질을 삽입하는 경우
힘을 측정하기 동일한 준비 과정을 거친 뒤 거리를 유전체의 두께와 동일하게 유지한 채 전압을 0.5[kV]에서 3.5[kV]까지 0.5[kV] 의 간격을 두고 측정하며 이 때 공기 중뿐만 아니라 유리, 아크릴, 테플론 물질과 유리, 아크릴을 평행하게 삽입해 측정을 수행한다.

3) 측정값 분석
공기 중에서 측정된 값은 위식과 같이 로그 스케일에서 각각의 계수가 2,-2임을 검증한다. 하지만공기, 그리고 유전물질의 유전율은 전압의 제곱, 그리고 힘의 관계를 분석하여 계산한다. 본 실험의 측정 데이터의 로그스케일의 특성상 y절편이 작은 오차에도 큰 변화가 발생하기 때문에 이러한 방법으로 분석한다. 그

참고자료

· Sloggett, G. J., N. G. Barton, and S. J. Spencer. "Addendum to Fringing Fields in Disc Capacitors." Journal of Physics A: Mathematical and General 20, no. 12 (1987): 4061-062. doi:10.1088/0305-4470/20/12/053.
· Halliday, David, Robert Resnick, and Jearl Walker. Haliday/Resnick Fundamentals of Physics. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2008.
· Nalwa, Hari Singh. Handbook of Low and High Dielectric Constant Materials and Their Applications. San Diego: Academic Press, 1999.
· Ehrlich, P., L. E. Amborski, and R. L. Burton. "Dielectric Properties of Teflon from Room Temperature to 314°C and from Frequencies of 102to 105c/s." 1953 Conference on Electrical Insulation, 1953. doi:10.1109/eic.1953.7508671.