전하와 전하사이

소개

자연에는 네 가지 힘이 존재하고 있다. 그 힘은 중력, 전기력, 약력, 강력 등인데 그 중에서 중력과 전기력은 약력, 강력에 비해 먼 거리에서도 작용하는 힘이다. 그중에서 이번 실험에서는 전기력에 대해서 알아보는 실험이다.
전기력은 같은 전하에서는 척력(미는 힘)이 작용하고, 다른 종류의 전하에서는 인력(당기는 힘)이 작용한다. 이 실험에서는 대전된 두 극판 사이의 거리를 변화시켜보고, 전압을 조절해보면서 인력이나 척력의 크기를 측정하였다. 그리고 극판 사이에 여러 가지 유전체를 넣어보면서 전기력과의 관계를 알아보았다. 이 실험을 통해서 간접적으로 쿨롱의 법칙을 확인해 볼 수 있었다.

목차

1. 요약
2. 실험목적
3. 배경이론
4. DATA
1) 일정한 거리에서 전압에 변화를 주었을 때
2) 일정한 전압에서 거리에 변화를 주었을 때
5. Discussion

본문내용

2. 실험목적

전하는 전기현상을 일으키는 입자가 가지는 하나의 속성이다. 전하의 종류에 따라 인력이 생기기도 하고 척력이 생기기도 한다. 전기현상이란 이러한 전하사이에서 발생하는 힘(인력, 척력)을 가리킨다. 전기현상(전기력)과 전하 q1, q2 사이에는 이라는 관계가 성립하는데, 이 법칙을 쿨롱의 법칙이라 한다. 전기력은 전하량간의 곱에 비례하고, 전하사이의 거리의 제곱에 반비례함을 나타낸다. 이 법칙은 중력의 법칙()과 매우 유사한 모습을 띄고 있다. 둘 모두 거리의 제곱에 반비례 한다는 것이다. 전기력이 중력과 다른 점이 있다면 중력은 항상 인력임에 반하여 전기력에서는 q1, q2의 부호가 같으면 척력, 다르면 인력이 작용한다는 것이다.
이 실험의 목적은 일정한 전하로 대전되어 있는 두 도체 판 사이에 나타나는 힘을 여러 가지 조건에서 살펴보고, 쿨롱의 법칙을 간접적으로 확인해 보는 것이다.

3. 배경이론

두 도체판 사이에 작용하는 힘을 구하기 위해서는 가우스 법칙을 사용하는 것이 편리하다. 그러기 전에 하나의 가정이 필요한데 두 도체판의 끝머리 효과는 무시하기로 하는 것이다.
도체판 임의의 위치에 도체판에 수직한 원통을 세워보자. 원통의 면적을 라고하고 면 전하밀도는 라고 하면
∴
가 된다.
이제 도체판의 전위차를 구해보자. 도체판 사이의 간격을 라고 한다면


가 된다. 도체판의 전하밀도가 이므로 이므로 이 되므로 전기용량은

참고자료

· 없음