[부산대 일물실] 등전위선과 전기장 결과보고서

목차

1. 실험 목적
2. 실험 원리
3. 실험 기구 및 재료
4. 실험 방법
5. 측정값
6. 실험결과
7. 결과에 대한 논의
8. 결론
9. 참고문헌 및 출처

본문내용

1. 실험 목적
주어진 전극 배치에 대해 등전위선과 전기력선을 그려봄으로써 전위와 전기장의 개념을 이해한
다.
2. 실험 원리
점전하 와 ′ 사이에는 쿨롱 법칙에 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 힘  를 받을 때 그 점에서의 전기장은

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

가 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 이동시키는데 필요한 일 는 다음 식과 같이 주어진다.

여기서  는 두 점사이의 전위차이며, (-)부호는 전기장의 반대방향으로 일을 하는 것을 뜻한다.
와 의 단위가 각각 Joule과 Coulomb이면, 전위  의 단위는 Volt로 주어진다.

참고 자료

일반물리학실험, 부산대학교 물리학교재편찬위원회, 청문각