등전위 측정 실험

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등전위 측정 실험에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

oule]
쿨롱의 법칙에 의한 전계강도를 대입하면
이다.
B의 위치가 ∞라면 가 된다.
전위의 기준은 전계가 0이되는 무한원점을 취하므로 전계 내의 점 p의 전위
이다. 즉 단위점전하를 전계 ‘0’인 무한원점에서 점 p까지 운반할 때 소요되는 일이라고 한다.
●등전위면
전계 중에서 전위가 같은 점끼리 이어서 만들어지는 하나의 면을 등전위면이라고 한다.
그림4
점전하 Q[C]로부터 r[m] 떨어진 점의 전위 [v] 이므로 등전위면은 반지름 [r]의 동심구면이기 때문에 무수히 많고 상호교차하지 않는다.
등전위면을 따라 전하를 운반할 때, 그 면상에서는 전위가 같으므로 이때의 일은 0이 된다. 따라서 식에서
이 되므로 전위가 ‘0’이 된다.
여기서 이면 이므로 이고 가 되어 전기력선과 등전위면은 수직으로 교차하게 된다.
그림5
<그림4,5> 실선은 전기력선, 점선은 등전위면을 나타낸다. 다음 전위와 전계와의 중요한 관계를 설명한다.
[v]
E의 dl 방향의 전계성분의 이므로 이 되어 [v/m]이 다. dv/dl 는 단위길이에 대한 전위의 변화율을 나타낸다. 일반적으로 전계의 세기 E의 x, y, z방향의 성분을 라 하면
[v/m]이다.
따라서
이고
여기서 우변항 중에 벡터 를 ‘전위경도’ 라고 한다.
4. 실험 방법
①수조판에 전도용액을 적당량 붓고 고정단자용 원판에 나사식 단자를 돌려 끼운다.
②전원장치로부터 (+,-) 전극을 고정전극에 연결하고 수조의 전극위치 그림에 맞추어 고정전극을 올려 놓는다.
③어느 한 지점의 등전위계 점들을 찾기 위해 고정단자를 측정하려는 지점에 위치시킨다.
④검류계의 바늘이 정 중앙(0위치)에 위치하도록 영점조정을 한다.
⑤회로를 연결하고 전원장치의 전압을 약 10V정도로 가하여 이동단자를 수조상에서 이동하여 전류가 흐르지 않는 지점들을 잡아 용지상에 표시해간다.
⑥고정 단자를 다른 위치에 놓고 반복하여 등전위면을 찾는다. (10정도의 등전위면을 얻는다.)
⑦고정전극의 모양을 바꾸어 ②~⑥의 실험을 반복한다.
⑧만약 원판의 (disk)이나 환(ring) 모양의 도체를 수조상에 놓으면 등전위선들은 어떤 모양으로 변하는가? 또 원판 상의 점들, 환 내부의 점들은 어떻게 되는가?
5. 참고문헌
전기 자기학, 정인수외, 1998, 선문당, p35~37
기초물리학, Halliday외, 1998, 병한서적 주식회사, p351~354
전기 자기학, 이켓표외, 2000, 문운당, p44~46

키워드

전장,   전위차,   등전위,   예비보고서,   도전판