[일반물리학실험 레포트] 등전위 실험

소개글

일반물리학및실험 수강해 작성한 등전위 실험 레포트입니다.

목차

1. 실험목적

2. 실험원리

3. 실험장치

4. 실험절차

5. 실험결과
1) 전극 2개일 때의 실험결과
2) 전극 3개일 때의 실험결과

6. 결론 및 고찰
1) 만약 Conductive Paper에 전극이 하나만 연결된다면(즉, +극이나 -극 하나만 연결된다면) 등전위선을 찾을 수 있는가? 없다면 그 이유는?
2) 만약 두 개의 전극 사이에 적당한 전위차를 만든 다음에 전선으로 두 개의 전극을 연결해 준다면 등전위선을 관찰할 수 있는가? 없다면 그 이유는 무엇인가?
3) 등전위선이 가장 밀집한 곳은 어떤 곳인가? 그리고 그 이유는 무엇이라고 생각하는가?

본문내용

1.실험목적
등전위선을 실험적으로 관찰하고 이해한다

2.실험원리
전위차를 가진 두 전극 사이에는 항상 전기장이 존재한다. 전하량 Q의 하전입자가 전기장 내에서 힘 F를 받을 때, 그 지점에서의 전기장은 E=F/Q로 정의된다. 한편 그 점의 전위 V는 단위전하당의 위치에너지로 정의된다. 전기장내에는 같은 전위를 갖는 점들이 존재한다. 이 점들을 연결하면 3차원에서는 등전위면을, 2차원에서는 등전위선을 이룬다. 전기력선이나 등전위면은 전기장내에서 무수히 많이 그릴 수 있다. 하나의 점전하 Q가 만드는 전기장의 전기력선은 Q가 있는 점을 중심으로 방사선 모양이며 등전위면은 Q점을 중심으로 하는 동심구면이 된다. +Q의 점전하와 -Q의 점전하가 공간에 놓여있을 때는 전기력선과 등전위면을 그릴 수 있다.
등전위면에서 전하를 이동시키는데 필요한 일은 0이므로, 그 면에 접한 방향에는 전기장의 값이 없다. 따라서 전기장의 세기는 그 면에 수직이다. 전기장이 일을 한다는 것은 정전하가 전위의 높은 곳에서 낮은곳으로 이동해가는 경우이므로, 전기력선은 전위의 높은곳에서 낮은곳으로 이동해간다. 따라서 전기장 E의 방향은 그 점에서 전위 V가 가장 급격히 감소하는 방향이며, 그 방향으로의 미소변위를 dℓ 이라고 하면, E와 V사이의 관계식은..

<중 략>

따라서 전기장 E는 등전위선(면)에 수직이 된다. 여기서 n은 등전위선(면)에 수직인 단위 벡터이다. 편의상 2차원 평면에 대해서 실험적인 이론을 생각해 보자. 즉, 어느 도체판의 두 단자를 통해서 전류를 흘릴 때, 도체판 내에서의 전류의 유선의 방향은 전기장의 방향을 나타낸다. 이 유선에 수직인 방향에는 전류가 흐르지 않으므로 전위차도 없다. 이와 같은 점들을 이은 선은 등전위선이 된다. 따라서, 도체판상의 두 점 사이에서 전류가 흐르지 않는다면, 이 두 점은 등전위상에 있는 점이다.

참고 자료

없음