일반물리학실험(예비 23장)등전위선과전기장

소개글

직접작성

목차

1. 실험 목적
2. 실험 원리
3. 실험 기구 및 재료
4. 실험 방법 및 구상
5. 참고문헌 및 출처

본문내용

제목 : 전류저울

1. 실험 목적
：주어진 전극 배치에 대해 등전위선과 전기력선을 그려봄으로써 전위와 전기장의 개념을 이해한다.

2. 실험 원리
점전하 와 사이에는 쿨롱법칙에 의해서 다음과 같은 힘이 작용한다.

여기서 는 상수로 이고, 은 두 전하 사이의 거리이며, 은 단위 벡터이다. 임의의 점전하 가 다른 전하로 인해 생긴 전기장 로 인해 힘를 받을 때 그 점에서의 전기장은

로 정의되며, 그 점의 전위 는 단위 전하당의 위치에너지로 정의된다. 그러므로 전하 에서 거리 만큼 떨어진 위치에서의 전위는

이 된다. 이 식으로부터 점전하 에서 방사상으로 같은 거리 만큼 떨어진 점의 집합인 구의 표면이 전위가 같은 등전위면임을 알 수 있다. 이와 같이 전기장 내에는 같은 전위를 갖는 점들이 존재하며 이 점들을 연결하면 3차원에서는 등전위면을, 2차원에서는 등전위선을 이룬다.
전기장 하에서 전하 를 한 점에서 다른 점으로 만큼 이동시키는 데 필요한 일 는 다음 식과 같이 주어진다.

여기서 는 두 점 사이의 전위차이며, (-) 부호는 전기장의 반대방향으로 일을 하는 것을 뜻한다. 와 의 단위가 각각 Joule과 Coulomb이면, 전위 의 단위는 Volt로 주어진다.
등전위선 위 두 점의 전위차 는 0이므로 등전위선을 따라 전하를 이동시키는 데 필요한 일 도 0이다. 식 (23.4)로부터 미소변위 을 접선방향이라 가정하면 등전위선 위 접선방향 성분의 전기장 크기는 0이다. 따라서 전기장의 방향은 등전위선에 수직이며 그 방향으로의 미소변위를 이라 하면 와 사이의 관계식은 다음과 같다.

참고 자료

다른 방법으로 두 점전하에 의해 생기는 등전위선과 자기장 구하기
(http://cafe.naver.com/kin5252.cafe?iframe_url=/ArticleRead.nhn%3Farticleid=298&)