아주대학교 물리학실험2 축전기와 전기용량 결과보고서

목차

1. 축전기와 전기용량
1) 측정값
2) 결과
3) 토의

2. 실험과정 및 결과에 대한 토의

본문내용

1. 질문에 대한 토의
질문1. 왜 전하를 추가함에 따라 전위가 변하는가?
축전기의 전기용량은 로 정의되는데 이것을 전위에 대한 식으로 바꾸면 로 변하게 된다. 실험1의 조건이 전기용량은 그대로 유지하는 것이기 때문에 전하량이 증가한다면 비례관계에 있는 전위 또한 증가하게 된다. 결국 증명판을 금속구에 더 많이 자주 대면서 횟수를 증가 시킬수록 축전기의 전하량 또한 증가하게 된다.

질문2. 극판 간격을 두 배로 하면 어떤 효과를 기대하는가?
평행판 축전기의 경우 전기용량은 로 정의되고 전기장이 균일하면 두 극판 사이의 전위차는가 된다. 따라서 극판간격을 두배로 하면 전위차도 두배가 되어야한다.

질문3. 극판 내부에서 전하 밀도는 위치에 따라 어떻게 변하는가? 극판 사이의 전기 장에 대해 어떤 해석을 할 수 있는가? 극판 바깥의 전하밀도에 대해서는 어떻게 해석하여야 하는가?
극판 내부의 전하밀도는 비슷하지만 두 극판 모두 안쪽에서 바깥쪽으로 갈수록 전하밀도가 대체로 커지는 경향을 보였다. 극판근처에서는 양전하와 음전하에 의해서 균일한 전기장을 가지지만 가장자리로 갈수록 전하밀도들이 크기 때문에 전기장역시 커진다. 극판 바깥의 전하밀도는 안쪽보다 크게 측정되었는데 그 이유는 가장자리 효과 때문에 밀도차이가 생겼기 때문이다.

질문4. 축전기의 전하량 Q가 축전기판의 전위차 V에 비례한다고 할 수 있는가? 그래프를 그려 해석하여라.
이므로 이다. 전하량은 전위차와 비례관계이다. 그래프를 보면 전하량이 증가할수록 전위 또한 증가하는 직선그래프를 확인할 수 있다.

질문5. 실험4의 데이터 분석으로부터 평행판 축전기의 전기용량의 식 는 측정한 d의 범위에서 얼마나 잘 적용되는가?
그래프를 그렸을 때 곡선으로 표현된 실험값과 직선 그래프로 표시된 이론값이 일치해야 결과적으로 성공한 실험이다. 4번 그래프를 보면 대체적으로 약간의 차이는 있지만 실험값과 이론값에 차이가 크지 않으므로 측정한 d의 범위에서 식 의 적용이 잘 되었다고 할 수 있다.

2. 실험과정 및 결과에 대한 토의
실험 1.
간격을 일정하게 유지한 상태로 전하량의 변화에 따른 전압의 변화를 관찰하는 실험이다.

참고자료

· 물리학 실험 제 12판 p115~119
· [네이버 지식백과] 축전기,전기용량,유전율,전압,전위차 [capacitor/condenser] (두산백과)
· 대학물리학 8판 jewett and serway 북스힐