성균관대 물리실험 2학기 전편

소개

성균관대 BSM 과목 중 물실 2학기 결과보고서 모듬판입니다.
<쿨롱의 법칙, 옴의 법칙, 전기기초실험, 휘트스톤 브릿지, 솔레노이드의 자기장측정, 페러데이의 유도법칙, 렌즈의 초점거리 측정, 콘덴서의 충방전, RLC회로, 뉴톤링에 의한 곡률반경 결과, 자기유도> 가 있습니다.
결석 한 번 했는데도 A받은 레어 자료입니다.

목차

뉴톤링에 의한 곡률반경 결과.hwp
렌즈의 초점거리 측정 .hwp
솔레노이드의 자기장측정 .hwp
옴의법칙.hwp
자기유도.hwp
전기기초실험옴의법칙 .hwp
콘덴서의 충방전.hwp
쿨롱의법칙.hwp
페러데이의 유도법칙 .hwp
휘트스톤브릿지 .hwp
RLC회로 .hwp

본문내용

▲ 실험 주제
- 쿨롱의 법칙

▲ 실험 일자
- 2011년 9월 9일 13시

▲ 실험 목적
- 두 전하사이에 작용하는 힘은 쿨롱의 법칙에 의해 두 전하의 크기에 각각 비례하고 두 전하사이의 거리의 제곱에 반비례하는 힘으로 나타난다. 평행판 콘덴서(축전기)에서 양 극판사이의 힘을 측정하는 실험을 통하여 쿨롱의 법칙을 이해한다.

▲ 실험 이론
1. 쿨롱의 법칙 : 두 전하 사이에 작용하는 전기력은 각각의 전하량의 곱에 비례하고 두 전하 사이의 거리의 제곱에 반비례한다. 또한 전기력의 방향은 두 전하를 잇는 직선 방향이며, 서로 같은 종류의 전하일 때는 바깥쪽으로, 서로 다른 종류의 전하일 때는 안쪽으로 향한다.
즉, 전하량이 q1, q2 인 두 전하가 거리 r 만큼 떨어져 있을 때 작용하는 전기력 F는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

이 때 k는 쿨롱의 비례 상수로, 두 대전체 사이의 공간에 존재하는 물질의 종류에 따라 달라진다. 이 값은 만유인력 상수 G에 비해 매우 큰 값이며, 이를 통해 전기력이 만유인력보다 상대적 크기가 매우 크다는 것을 알 수 있다.
2. 축전기 : 두장의 금속판에 서로 다른 전하를 대전시켜 서로 끌어당기는 인력에 의해 전하를 모아두는 장치. 정전기 유도 현상을 이용한다.
① 평행판 축전기 : 평행판 축전기는 평행한 두 장의 금속판으로 구성된다. 각 금속판을 전원 장치의 양극과 음극 단자에 연결하면 금속판 중의 하나에서 전자들이 이동하면서 양(+)전기로 대전되고, 다른 금속판은 음(-)전기로 대전된다. 이와 같이 전하의 이동에 의해 두 금속판 사이의 전위차가 전원 장치의 전위차와 같아질때 전하의 이동은 멈추게 된다. 또한 두 금속판 사이에는 인력이 작용하므로 회로의 스위치를 열어도 금속판의 전하들은 이동하지 못하고 저장된 상태로 있게 된다. 이 때 도체판의 면적이 넓을수록, 도체판 사이의 거리가 가까울수록 더 많은 전하가 저장된다. 또, 두 금속판 사이에 부도체(절연체)를 넣어주면 유전 분극 현상에 의해 두 금속판에는 더 많은 전하가 저장된다. 이처럼 축전기는 필요할 때 사용할 수 있도록 전기 에너지를 보관하는 역할을 한다.
② 전기용량 : 축전기에 저장되는 전하량이 커질수록 두 금속판 사이의 전기장은 세어지고 전위차 V=Ed(축전지의 두 금속판 사이의 전기장은 균일한 전기장)이므로 두 금속판 사이의 전위차도 커진다. 즉, 축전기에 저장되는 전하량 Q는 두 금속판 사이의 전위차 V에 비례하며 다음 식으로 나타낼 수 있다.

참고자료

· 일반물리학 실험, 성균관대학교 물리학과 물리실험위원회, 북스힐
· 이공학도를 위한 물리학 실험 - 박종윤, 박제근, 홍승우 외 <성균관대학교 출판부>