[물리실험]등전위선 예비 보고서

소개글

등전위선 예비 보고서입니다.

목차

1. 실험목적
2. 실험원리
3. 실험방법
4. 응용분야

본문내용

⓵ 실험 목적
전도 용액이나 도체판위의 두 전극 사이에 전위차를 가하여 전기장을 형성시키고 그 위의 등전위선을 찾아 전기장과 등전위선을 가시화함으로써 전기장의 성질을 이해한다.

⓶ 실험 원리
전기력 는 전기량과 비례하며 단위 전하량에 대한 전기력을 전기장이라 한다. 전기장은 전
위차를 가진 두 전극 사이에는 항상 존재한다. 이 전기장을 로 표시한다. 시험전하 q가 이
전기장 내에서 힘 F를 받을 때, 그 점에서의 전기장은
E =
로 정의된다. 한편, 전기력에 있어서 단위 전하량에 대한 위치에너지를 전위라고 부르는데 그
점의 전위 V는 단위전하당의 위치에너지로 정의된다. 전기장 는 전위 V의 경사가 가장 급
한 방향을 갖고, 의 크기는 그 방향의 경사 기울기에 비례한다. 이것을 관계식으로는
= V
로 나타낸다. 임의의 위치에서 전기장은 가장 경사가 급한 방향을 가지므로, 이 방향에 직각
인 방향은 전위의 경사가 0이므로 같은 전위 크기의 점들을 향할 것이다. 다시 말하면 전기
장은 등전위면에 직각이다. 도체 내에서는 같은 전위의 점 사이에는 전류가 흐르지 않고 전
류는 전기장 방향으로 흐른다.

전기장 내에는 같은 전위를 갖는 점들이 존재한다. 이 점들을 연결하면 3차원에서는 등전위
면을, 2차원에서는 등전위선을 이룬다. 전기력선이나 등전위면은 전기장 내에서 무수히 많이
그릴 수 있다. 하나의 점전하 Q가 만드는 전기장의 전기력선은 Q가 있는 점을 중심으로 하
는 방사선이며(그림1(a 참조)), 등전위면은 Q점을 중심으로 하는 동심구면이 된다. +Q의 점
전하와 -Q의 점전하가 공간에 놓여 있을 때는 그림 1(b)와 같은 전기력선과 등전위면을 그릴
수 있다.
등전위면 위에서 전하를 이동시키는데 하는 일은 0이므로, 그 면에 접한 방향에는 전기장의
값이 없다. 따라서, 전기장의 세기는 그 면에 수직이다. 전기장이 일을 한다는 것은 정전하가
전위의 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동해가는 경우이므로, 전기력선은 전위의 높은 곳에서 낮
은 곳으로 향한다.

참고 자료

없음