[물리학실험2 결과] 실험14. 등전위선

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아주대 물리학실험2 레포트

목차

없음

본문내용

2. 실험과정 및 결과에 대한 검토
이번 실험은 여러 형태의 전극 사이에서 형성되는 등전위선을 구하고 여러 점에서의 전기장을 측정하여 전위(전기
퍼텐셜)와 전기장의 관계를 검토하는 실험이었다.
[실험1] 전류가 통하는 탄소 종이 위에 전압을 걸어줌으로써 탄소 종이 위에 전류가 흐르게 되고, 이로 인해 전기
장이 형성되었다. 그리고 탄소 종이의 양극 전압으로부터 커다란 포물선 형태로 뻗어 나가는 등전위선을 관찰 할 수
있었다. 등전위선은 예상대로 전극 중심을 기준으로 위/아래가 대칭을 이루며 나타나는 것을 측정할 수 있었다.
등전위선을 찾는 과정은 많은 노력을 필요로 했다. 우선 등전위점들을 2cm간격으로 찾아내는 것이 쉬운 일은 아니
었다. 예를 들어 8V 등전위선을 찾을 때 8V에 가장 근접한 등전위점 하나를 찾는데도 여러 번 탄소종이에 탐침을
눌러야 하는 수고스러운 작업이었다. 그래도 실험이 점점 진행되면서 처음 등전위점 위치를 찾고 나니 대칭되는 면
의 등전위점은 예측할 수 있어서 쉽게 찾을 수 있었다. 등전위점들을 다 찾고 나서 마지막으로 등전위점들을 곡선으
로 연결하니 완성된 등전위선을 스케치해낼 수 있었다. 다만 측정값에서 알 수 있듯이 2V, 4V, 6V는 비교적 완만
한 등전위선을 나타내었으나, 8V에서 측정된 등전위선은 다른 전압에서 측정된 등전위선보다 비교적 심한 굴곡을
가진 등전위선이 측정되었다. 이렇듯 등전위선이 정확하게 대칭이 되지 않는 이유는 탄소종위 위의 전극에서 일정한
전압이 걸려야함에도 불구하고(이론상으로는 동일한 전압이 걸려야하지만) 부분적으로 미세하나마 약간의 차이가 있
는 전압이 걸렸기 때문이다. 또한 전원과 전극을 연결하는 과정에 있어 전선으로 인한 전기장이 형성되는데 이 전기
장이 완전히 차단되지 않은 상태를 오차의 원인으로 들 수 있다. 전선으로 인한 전기력선이 탄소종이의 전기력선을
보강하거나 상쇄했기 때문에 측정값의 등전위선에 영향을 주었을 것으로 파악된다. 또한 실험기기상태에 따른 환경
적 변수가 다르기 때문에 실험값에 미약하나마 영향을 미쳤을 것이다. 마지막으로 실험자가 사람이다 보니 측정값을
정확하게 읽어내는 데는 한계가 있었고 찾아낸 등전위점들이 완벽하게 정확한 위치가 아니기 때문에 등전위선이 이
상적으로 나오기 힘들었을 것으로 분석된다.

참고 자료

위키피디아 백과사전, http://ko.wikipedia.org/wiki
물리학실험 제 7판, 아주대학교 출판부, p.175~180
PHYSICS: Calculus 물리학, EUGENE HECHT저, p.471~499, 502~505