실험.14 등전위선

소개글

아주대학교 물리학실험

목차

1 측정값
2 토의
3 고찰

본문내용

질문1. 도체 상의 모든 점은 전위가 과연 같은가?
등전위선상의 변위 dS에 대하여 dV=0이므로 식(1)에 의해 전기장과 변위는 수직해야 한다. 즉, 전기장과 등전위선은 수직해야 한다. 도체 상의 모든 점은 등전위를 이룬다. 알짜 양전하를 갖는 도체에서, 도체 바로 밖의 전기장은 도체 표면에 수직인 방향이다. 대전된 도체 표면에 두 점을 잡으면 두 점을 연결하는 경로상의 모든 점에서 전기장 E는 변위에 수직이므로 dV=0이다. 이는 도체 표면상의 임의의 두 점 사이에 적용 할 수 있다. 따라서 평형상태에 있는 대전된 도체 표면의 모든 점에서 전위 V는 일정하다고 할 수 있다.

질문2. 속이 빈 도체의 내부 공간에서도 등전위인가?
속이 빈 도체의 내부의 전기장은 0이다. 도체 내부에는 외부 전기장과 반대 방향의 전기장이 생기고 이 두 전기장의 세기가 서로 상쇄되어 0이 될 때까지 전자의 이동이 이루어진다. 정전기 상태에서는 도체 내부의 전기장은 0이
되고 도체 전체는 등전위가 된다. 도체 내부의 전기장 세기 E가 E=0이므로 전기력선은 내부로 들어갈 수 없다. 따라서 도체 내부에는 전하가 없으며 전하는 도체 표면에만 존재한다.도체 내부에 전기장이 0이라는 것은 도체 내부에 초과 전하가 형성될 수 없다는 것을 말한다. 이는 가우스 법칙으로 간단하게 증명할 수 있다. 즉 도체 내부에 임의의 폐곡면을 생각했을 때 모든 면에서의 전기장이 0이기 때문에 폐곡면을 통해 빠져나가는 속선은 0이다. 따라서 그 폐곡면 내의 전하는 0이다. 임의의 폐곡면 내부의 전하가 언제나 0이므로 도체 내부에 초과된 전하는 존재할 수 없다.

참고 자료

없음