[일반물리학 및 실험2] 쿨롱의 법칙

소개글

[일반물리학 및 실험2] 쿨롱의 법칙

목차

1. 목적
2. 이론
4. Data
5. 분석 및 토의

본문내용

1. 목적
이 실험에서는 일정한 전하로 대전되어 있는 두 도체판 사이에 나타나는 힘을 여러 가지 조건에서 살펴보고 쿨롱의 법칙을 간접적으로 확인해 본다.

2. 이론
전기현상의 요인을 전하라고 부르며 전하는 질량과 같이 입자가 가지는 하나의 속성이다. 또한, 전기현상이란 전하와 전하 사이에 영향(힘)을 미치는 것을 가리킨다. 전기 힘과 전하 q1, q2 사이의 정량적인 관계 F∝q1q2/r2 를 쿨롱의 법칙이라고 하며, 전기 힘도 중력과 마찬가지로 전하 사이의 거리 r의 역 제곱에 비례하는 것을 나타낸다. 두 전하 q1, q2의 부호가 같을 때 이 전기 힘은 서로 미는 힘이고, 다를 때는 당기는 힘이다. 고압 전원장치에 의하여 두 콘덴서 판으로 불릴 수 있는 금속의 극판에 전원장치를 연결한다. 이런 상태에서 전압을 공급하면 콘덴서 판의 기하학적 구조에 의하여 양 극판에는 전하가 형성된다. 이 경우에 적용되는 식은

이다. 여기서 ε0 는 진공 중의 유전율을 나타내며, A는 극판의 면적이고 d는 두 극판 사이의 거리이다. 거리 d만큼 떨어져 있는 A의 두 극판으로 구성된 평행판 콘덴서를 생각해 보자. 마주 보고 있는 두 극판의 면에는 크기가 같고 부호가 반대인 전하 q가 형성된다.
극판의 면적이 크면 상식적으로 많은 전하가 쌓이게 되고 극판 사이의 거리가 멀어지게 되면 전기장에 의해 상대적으로 힘을 덜 미치게 되므로 전하가 덜 모으게 된다. 예를 들어 200mm × 200mm 의 두 극판이 10mm 간격으로 설치되어 있고 10,000V의 전압을 가했을 때 이들 극판 사이의 정전용량을 구해 보면 35.4E-12F=35.4E-8C이다.(극판 모서리에서의 효과는 고려하지 않은 상태). 이 값의 전하가 10mm간격으로 서로 힘을 미치게 되면 +q와 -q가 양 극판에 대전되어 있는 것이므로 이 전하가 서로 10mm 떨어져 인력을 작용하게 될 경우

참고 자료

없음