평행축전판을 이용한 쿨롱의 법칙

소개

두 전하사이에 작용하는 힘을 쿨롱의 법칙이라 하여 두 전하의 크기에 비례하고 두 전하사이의 거리의 제곱에 반비례하는 힘으로 나타난다. 실험을 통하여 두 전하사이의 힘을 측정하여 쿨롱의 법칙을 확인하는 실험이다.

목차

1. 실험 목적
2. 이론
★ 쿨롱의 법칙 ★
① 쿨롱의 실험
② 쿨롱의 실험 분석 - 유전상수
③ 쿨롱의 법칙을 사용할 때의 주의점
★ 콘덴서(축전기) ★
① 콘덴서
② 전기용량
③ 평행판 콘덴서
3. 실험 기구
4. 실험 방법
5. 주의 사항
6. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적
; 두 전하사이에 작용하는 힘을 쿨롱의 법칙이라 하여 두 전하의 크기에 비례하고 두 전하사이의 거리의 제곱에 반비례하는 힘으로 나타난다. 실험을 통하여 두 전하사이의 힘을 측정하여 쿨롱의 법칙을 확인한다.

2. 이론
★ 쿨롱의 법칙 ★
; 전기 현상의 요인을 전하라고 부르며 전하는 질량과 같이 입자가 갖는 한 속성이다. 또한, 전기 현상이란 전하와 전하 사이에 영향(힘)을 미치는 것을 가리킨다. 전기힘과 전하 q1, q2 사이의 정량적인 관계 F ∝ 를 쿨롱의 법칙이라고 부르며, 전기힘도 중력과 마찬가지로 전하 사이의 거리 r의 역제곱에 비례하는 것을 나타낸다. 두 전하 q1, q2 의 부호가 같을 때 쿨롱 힘은 척력이 작용하고, 부호가 다를 때에는 인력이 작용한다.
위의 그림들은 쿨롱의 법칙의 실험 장치이다. 그림(a)에서 두 대전체 A, B를 확대해서 그린 것이 그림(b)이다. 이 실험은 두 대전체의 척력을 이용한다. 두 금속구 A, B의 척력과 그로인해 꼬인 수정실이 펴질려는 힘이 비기게 되면 움직임이 정지하게 된다. 이 때 실이 돌아간 각을 이용해서 실이 펴질려는 힘을 구할 수 있는데, 이 힘의 크기는 바로 전기력인 쿨롱력과 같다. 그림(c)에서 전기력은 두 전하량의 곱에 비례한다. F ∝ q×q (두 전하 중 하나만 2배 되어도 힘은 2배, 둘 다 2배 되면 힘은 2×4=4배 된다) 그림(d)에서 전기력은 거리의 제곱에 반비례한다. F ∝ 1/r² (거리가 2배 되면 힘은 1/4배, 거리가 1/2배 되면 힘은 4배 된다.)

참고자료

· - 대학물리학. 청문각. - 쿨롱의 법칙, 축전기 편
· - 대학물리학. 북스힐 - 쿨롱의 법칙, 축전기