도체판에 의한 등전위선 측정

소개

일반 물리학 실험 레포트 입니다. 성의껏 작성했고 우수한 평가를 받았습니다. 유용하게 참고해주세요~~:)

목차

1. 목적

2. 이론 및 원리

3. 실험기구 및 장치

4. 실험방법

5. 실험측정값

6. 실험측정값 분석

7. 토의

본문내용

1. 목적
- 도체판에 전압을 가하여 여러 형태의 전극사이에 형성되는 등전위선을 구하고 이로부터 전기장을 얻는다.

2. 이론 및 원리
- 전위차가 있는 두 전극 사이에는 전기장 E가 존재한다. 이 때 임의의 지점에서 전기장E의 크기와 방향을 그 지점에 놓여있는 전하 q가 받는 힘을 F라 할 때 로 정의.
그 지점에서의 전위V ➞

❦ 전위 V : 단위 전하 당 전기 위치에너지.
❦ 등전위선(등전위면) : 전기장 내에는 전위가 같은 지점들이 수없이 많이 존재하는데, 전위가 같은 점들이 이루는 선(2차원의 경우) 혹은 면(3차원의 경우).
- 그림1과 같이 점전하 Q가 만드는 전기장의 전력선은 Q를 중심으로 하는 방사상이므로 화살표로 표시되며 방향은 화살표 방향이고, 등전위선은 Q를 중심으로 하는 동심원이므로 점선으로 표시된다. 또한, 점전하 +Q와 -Q가 어떤 공간에 놓여 있으면 전기장의 전력선(실선)과 등전위선(점선)은 그림2와 같이 표현된다.
- 등전위선(면)의 접선 방향의 전기장의 값 = 0 (등전위선(면) 위에서 전하를 이동시키는데 하는 일 = 0)
- 전하가 전위가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동함으로써 전기장이 일을 하므로, 전력선은 전위가 높은 곳에서 낮은 곳을 향한다. 따라서 전기장E의 방향은 전위V가 가장 급격히 감소하는 방향이므로 전기장의 세기는 등전위선(면)에 수직이다. 따라서 등전위선(면)에 수직인 방향으로의 미소변위 에 해당하는 전위차를 라 할 때 식(1)로부터 E와 V의 관계는

도체에 흐르는 전류는 전기장의 세기에 비례하며, 만일 두 점 사이의 전기장이 0이라면 식(2)로부터 두 점 사이의 전위차, 또한 0이므로 이러한 점들은 등전위선 상에 있는 점들이다. 본 실험은 위의 원리를 이용하여 2차원에서의 등전위선을 실험적으로 측정하고 등전위선으로부터 전기장을 구한다.

참고자료

· 없음