결과 보고서 - 전장, 전기력선, 전기 가우스 법칙

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결과 보고서 - 전장, 전기력선, 전기 가우스 법칙에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

는 조금 큰 것 같다.
위와 같이 실험을 구성하고, 각각의 좌표에서 전압을 측정하여 마이너스를 감안해 주어 전장을 구하면 다음과 같다.
2) 이를 시각적으로 보기 좋게 위의 회로와 합성해 보면 다음과 같다.
<결론 및 자기평가> 원형 전극쌍에서의 전장의 형태는 위와 같다. 위의 그림에서 source를 포함하지 않는 폐곡선의 알짜 전기선속은 0 이 됨을 볼 수 있다. 폐곡선 안으로 들어오는 전기력선만큼 밖으로 나감을 확인할 수 있고, source를 포함하는 폐곡선을 그리면 알짜 전기선속은 0 이 아니다. 그 이유는 앞의 실험에서 설명했듯이, 의 가우스법칙을 항상 만족해야 하기 때문이다.
위의 전장의 분포를 보면, 좌우 대칭이므로 실제 측정시 오른쪽 편만 측정하여, 오른쪽 부분의 측정값의 마이너스값을 취해주면 좌측편의 정보를 실제로 측정하지 않고도 알 수 있다.
많은 측정점을 잡았고, 각각의 전압을 측정할 때, 실수를 하지 않았기에 매우 보기좋게 전장이 잘 측정된 것 같다.
실험 C. 동심원형 전극쌍에서의 전장, 전기력선
1) 앞의 실험 과정을 그대로 반복한다. 단지 동심원형 전극쌍을 배치한 텔레델토스 종이만 대체한다. 두 전극사이에 20V를 인가하고 가운데 점을 원점으로 잡고, 각각의 좌표에서의 x축 방향으로의 전압과 Y축 방향으로의 전압을 측정한다. 이들 전압은 앞서 설명했듯이, 단위 길이당 전압이 되므로 의 값과 같기 때문에 측정된 전압에 마이너스값만 취해주면 전장이 된다. 즉, 을 각각의 방향으로의 단위길이당 전압을 측정하여 전기력선을 측정하는 것과 비슷한 효과를 내는 것이다.
2) 측정한 전압으로부터 구한 전장을 동심원형의 회로구성도 위에 시각적으로 보기 좋게 합성하면 다음과 같다.
<결론 및 자기평가> 동심원형 전극쌍의 구조일 경우, 전기력선은 위와 같은 모양으로 형성된다. 전압이 높은 곳에서 전압이 낮은 곳으로 전기력선이 뻗어 나감을 볼 수 있다.
각각의 구조에서 전압을 인가해 주었을 때, 전장의 형성되는 모습을 살펴보았다. 늘상 책에서만 보던 모습들을 실제로 측정하여 가시화하여 보니 여러 가지 면에서 의미 있는 실험이 된 것 같다.
이번 실험을 통해서 전장이 전압이 높은 곳에서 낮은 곳으로 최대로 변화할 수 있는 경로로 형성된다는 것을 배울 수 있었고, source를 포함하는 폐곡선과 source를 포함하지 않는 폐곡선을 잡았을 때, 알짜 전기선속이 어떻게 되는지 등등을 배웠다.

키워드

전장의 개념,   전기의 가우스 법칙,   극 좌표계