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 [물리학 및 실험] 등전위선 실험-결과 보고서 |
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| 소개글 |
[물리학 및 실험] 등전위선 실험-결과 보고서 |
| 요약 |
등전위선(도전판)
1. 목적
평면위에 전기장을 만들어서 그 위에서의 등전위선을 그려본다. 이로써 등전위선과 전기장(전기력선으로 나타내어짐)의 관계를 알아본다. 여러 가지 형태의 전극체를 사용함으로써 등전위선과 전기장이 어떤 형태를 띠는 지를 살펴본다. 전기장의 방향이 어떤 방향으로 향하는 지 알 수 있다.
2. 이론
정전기학에서의 중요한 발견은 모든 전하를 띤 물체는 주변에 영향을 미치는 영역을 형성한다는 사실이다. 이 영역 안에 다른 전하가 들어오면 그 전하는 두 전하들의 부호에 따라 당기거나 밀치는 힘을 받게 된다. 의 전하를 가진 물체가 형성하는 힘의 장을 그려보기 위해서는 어떤 시험 전하 가 필요하다. 힘의 장은 벡터장이기 때문에 공간의 모든 점에서 크기와 방향을 갖는다. 시험전하 로 그려낸 힘의 장의 모양이 ()에 보여져 있다. 이러한 힘의 장을 그려 내는 데는 한 가지 문제가 있는데 그것은 실험에 사용된 시험전하 의 크기에 따라 달라지기 때문이다. 이러한 문제는 전기력을 그리는 대신
- - - - - - - - - - - - - - - [1]
[1]로 정의되는 전기장을 그리면 해결 된다. 전기장도 역시 벡터장으로 그 크기는
점전하의 경우
- - - - - - - - - - - - -[2]
[2]로 주어지며 임의점에서의 방향은 시험전하가 그 점에서 받게 될 힘의 방향과 같다. 즉 에 의한 전기장의 모양은 같은 전하에 의한 힘의 장의 모양과 똑같이 나타난다. 그러나 두 벡터장의 크기는 배만큼 차이가 난다. 이 실험에서는 여러 가지 전극모양에 따라 전기장의 크기와 방향을 알아보고자 한다. 그러한 것을 쉽게 알아보는 것이 등전위선을 찾아내는 것이다. 전위란 단위 전하당의 Potential Energy로 정의된다.
- - - - - - - - - - - - - -[3]
따라서 두 점간의 전위가 같다면(등전위) 두 점간의 퍼텐셜에너지 차이가 없다는 뜻이다. 따라서 등전위선(면)상에서 전하를 이동시키는데 드는 일은 영(0)이며 그 면에 |
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