[물리]전하와전하사이 실험보고서

소개글

전기 현상의 요인을 전하라고 부르며 전하는 질량과 같이 입자가 갖는 한 가지 속성이다. 또한, 전기 현상이란 전하와 전하 사이에 힘을 미치는 것을 가리킨다. 전기힘과 전하 q1, q2사이의 정량적인 관계 를 쿨롱의 법칙이라고 부르며, 전기힘도 중력과 마찬가지로 전하 사이의 거리 r의 역제곱에 비레함을 알 수 있다. 두 전하의 부호가 다를 때 이 전기힘은 서로 당기는 힘이 되고, 같을 경우는 밀치는 힘이 된다. 이 실험에서는 두 평행한 극판에 전위차를 걸어 주어 두 극판 사이에 작용하는 힘을 확인하고, 극판 사이의 거리와 전위차를 변화시키면서 그에 따른 힘의 변화를 관찰하여 쿨롱의 법칙을 간접적으로 확인하였다. 또한 극판 사이에 유전체를 넣어 힘을 측정함으로써 유전체를 넣을 경우 축전기의 전기 용량이 어떻게 변하는지 살펴보려고 하였다.

목차

1. 요 약
2. 실험의 배경
3. 배경 이론
4. 실험 방법 및 준비물
1)준비물
2)실험 방법
5. 실험 결과
A-아무것도 넣지 않은 공기의 경우
B-유리판을 넣은 경우
C-아크릴과 유리의 직렬연결
D-아크릴과 테플론의 병렬연결
5. 토 의
A) 결과 해석의 원리
B) 실험1의 해석
C) 실험2의 해석
D) 실험3의 해석
E) 오차의 해석
6. 결 론
7. 참 고 문 헌

본문내용

-실험C의 오차-
이번실험은 비교적 오차가 매우 컸다. 그중 표본 C의 오류는 실험의 전체적인 결과에 영향을 줄만큼 큰 오차를 내었다. 실험을 마친 후 표본 C의 실험 데이터 값이 경향성을 따르지 않는 것 같아 2번이나 더 재 실험을 하였다. 하지만 할 때 마다 결과는 나아지지 않았다. 그러던 중 우연히 극판의 간격을 재면서 오차의 원인을 발견할 수 있었다.
실험 C의 경우는 두 판을 직렬 연결시킨 것으로 두판의 두께를 합치면 6mm이다. 그런데 그런데 실험2의 기준이었던 극판사이의 간격은 6.5mm였다. 0.5mm의 여유가 있는셈이다. 하지만 극판이 정확한 수평을 이루지 않고 있으므로 0.5mm의 여유는 결과 적으로 오차를 막기엔 너무 작았다. 극판의 왼쪽 부분이 기울어져 왼쪽 편은 극판과 유전체가 붙어버리고 오른쪽 편은 유전체와 극판사이의 간격이 존재했다.(유난히 실험1에서 C의 첫 번째 데이터값이 작은 이유도 이것이라 추측된다. ) 처음 생각했던 직렬과 병렬 연결의 가정도 틀리게되며 극판사이에 균일한 전기장이 형성되지 않아 정확학 실험이 불가능해 진 것 같다. 더구나 극판 양쪽 모서리에 생기는 균일하지 않은 전기장도 더욱 커졌을 것이다.
두 번째 원인은 다른 연결과 달리 유전체를 두개나 사용했던 점이다. 한 데이터를 얻고 다음 데이터를 얻기전에 반드시 전하를 방전시켜 극판을 다시 중성으로 만드는 작업이 필요하다. A,C,D의 경우 유전체가 1층이거나 없어서 방전하기가 용이하고 그 효과도 잘 나타났다. 하지만 C의 경우는 2층이라 유리판과 아크릴판 사이의 전하가 충분히 방전되지 않는 것 같았다. 그것은 실험도중 두 판을 방전시킨 후 꺼내어 봤을 때 정전기가 존재하는 것을 관찰함으로써 알아 낼 수 있었다.

-실험1의 오차가 실험2보다 크게 나타난 이유-
실험2의 경우 이론식과 거의 근접한 결과를 얻을 수 있었다. 하지만 실험1은 오차의 범위가매우 컸다. 그 원인은 조작변인의 특성 때문인 것 같다,
실험2의 경우 조작 변인은 전압이다. 전압의 경우는 기계로 수치를 재어 조절하기 때문에 조절이 정확하고, 실험2의 분석때 처럼 미리 전기 용량을 구해두면 전압의 변화에 따라 더 이상 변화 되는 값이 없다.

참고 자료

High Top 물리 2 하권 두산 동아
Fundamental of physics SERWAY & JEWETT
http://user.chollian.net/~dongsw/text-physics/chap5-3.htm