전기장선(Electric field line)은 전기장을 가시적으로 나타낸 여러 개의 선으로 특징을 갖는다.1. 전기장 벡터는 그 점에서 전기장선에 접한다.2. 전기장의 크기는 그 점에서의 전기장선의 밀도에 비례한다.3. 전기장선은 끊어지거나 교차하지 않는다.4. 전기장선은 +극에서 나오고 – 극으로 들어간다.등전기퍼텐셜선(면)은 전위가 동일한 점들을 선(면)으로 이은 것을 말한다. 등전위 선은 다음과 같은 특징을 갖는다.1. 전기장 벡터는 점에서의 등전기퍼텐셜선과 수직이다. (만약 수직이 아니면 그 이동할 힘을 등전기퍼텐셜선 위에서 입자가 때 받게 되어 전위가 같다는 전제를 만족시킬 수 없다.2. 등전기퍼텐셜을 갖는 점들의 집합은 2 차원일 경우 선, 3 차원일 경우 면이 된다.이 실험에서는 두 단자를 수조 위에 접촉시켜 전위차를 측정한다. 만약 전위차가 0 일 경우 그 두 점은 같은 등전기퍼텐셜선 위에 있는 것이다.도체는 자유전자가 존재하므로 전자가 도체 내부에서 자유롭게 이동할 수 있다. 도체는 항상 내부의 전기장을 0 으로 유지되도록 전하들이 배열된다. 만약 그렇지 않으면 끊임없이 도체 내부 힘을 전하들이 받아서 끊임없이 운동하는데 그렇게 되면 열에너지가 발생하여 에너지 보존법칙에 위배된다. 도체의 외부에서 전기장이 발생하면 도체의 전하들이 움직여 도체 내부의 모든 위치에서 전기장을 0 으로 만든다.부도체는 polar dielectric 와 nonpolar dielectric 로 분류되는데 polar dielectric 의 경우 외부 전기장이 걸려있는지 여부에 관계없이 분자들이 electric dipole moment 를 가지고 있고, nonpolar dielectric 의 경우 외부 전기장이 걸려있을 때 분자들이 electric dipole moment 를 갖게 된다. 외부 전기장이 걸리면 분자들의 electric dipole moment 에 의해 외부 전기장을 일부 상쇄시킨다. 그러나 전하들이 자유롭게 움직일 도체처럼 완전히 없으므로 수 상쇄시키진 못한다. [1]
1. 실험 목적실험 1-1. 컴퓨터를 이용한 측정 및 자료 분석 : 에어트랙 글라이더를 이용해서 간단한 실험을 수 행하면서 인터페이스(Interface)에 대해서 알아본다. 또한 각각의 인터페이스 방법에 따라 나타나 는 데이터(Data)를 비교하여 차이를 알아본다. 실험 1-2. 버니어 캘리퍼스 사용법 : 버니어 캘리퍼스를 이용하여 물체의 길이, 안 지름, 바깥 지 름과 깊이, 구의 지름을 측정하고 사용법을 익힌다.< 중 략 >(3) 모션센서를 이용한 인터페이스 실험 DATA SHEET1. 추걸이의 질량(M): 3.9 g 2. 글라이더와 모션센서 질량의 합: 252.1 g 3. B지점과 C지점 사이의 거리: 0.5 4. 추걸이에 걸린 질량에 따른 B지점과 C지점 사이를 이동하는데 걸린 시간 1.00s, 0.85s 5. 시간에 따른 이동거리 그래프 (추가 10g일 때 빨간색, 추가 20g일 때 파란색)< 중 략 >3. 결과 분석(1) 이론 인터페이스의 정의 : 인터페이스는 본래 두 개의 구성요소, 기능단위가 갖는 경계/접촉면 또는 공유하는 영역이란 의미를 가지며 인간과 기계의 경계에 있어서는 인간이 취급하기 쉽도록 설계한 시스템(system)/장치나 규격/규약을 말한다.인터페이스의 종류: (1) 시스템/장치에 있어서는 서로 다른 기능을 갖는 기기 간의 상호연결 ⑵ 데이터 전송에 있어서는 두 개의 시스템 또는 장기간의 물리적 접속조건, 연결부분품 또는 서브 시스템(Subsystem)의 물리적 표면/간격 등 기계적 조건, 정합신호레벨(Signal matching level)/ 임피 던스(Impedance)/ 전력 레벨(Power level) 등의 전기적 조건, 두 개 의 장치/시스템 상호접속에 관한 회로의 형식과 신호의 형식 등에 관한 규격 ⑶ 프로그램(Program) 가능한 계측기에 있어서는 시스템 상호간 또는 시스템의 부분간에 서 공용되는 경계