평행판 콘덴서(PICO) - 쿨롱의 법칙 ( 예비레포트 + 결과레포트 총 8장 )
- 최초 등록일
- 2007.09.27
- 최종 저작일
- 2007.10
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소개글
일반물리실험 - 일반물리실험 중 평행판 콘덴서(PICO) - 쿨롱의 법칙에 관한 레포트입니다.
목차
1. 실험목적
2. 기구 및 장치
3. 원리
4. 실험방법
5. 실험결과
6. 계산 및 오차
7. 결론 및 논의
본문내용
1) 실험 목적
두 전하사이에 작용하는 힘을 쿨롱의 법칙이라 하여 두 전하의 크기에 비례하고 두 저나 사이의 거리의 제곱에 반비례하는 힘으로 나타낸다. 실험을 통하여 두 전하사이의 힘을 측정하여 쿨롱의 법칙을 확인한다.
2) 기구 및 장치
(1) 직류 고압 전원 장치 0 - 15kV , 1mA 이하, 정전압
(2) 전자 저울 1Kg 이하 측정 범위, 0.5g 표시
(3) 평행 콘덴서 판 및 설치 장치, 마이크로메터 부착
(4) 고압 연결 선
3) 원리
지금 사용하는 방법은 고압 전원 장치에 의하여 두 콘덴서 판으로 불릴 수 있는 금속의 극판에 전원 장치를 연결한다. 이런 상태에서 전압을 공급하면 콘덴서 판의 기하학적 구조에 의하여 양 극판에는 전하가 형성된다. 이 경우에 적용되는 식으로
이다. 여기서 는 진공 중의 유전율을 나타내며, A는 극판의 면적이고 d는 두 극판 사이의 거리이다.
거리 d만큼 떨어져 있는 면적 A의 두 극판으로 구성되어 있는 평행판 콘덴서, 마주보고 있는 두 극판의 면에는 크기가 같고 부호가 반대인 전하 q가 형성된다.그림의 전기력선이 보여주는 바와 같이 두 극판 사이의 중간 영역에서의 전기장은 균일하나 극판의 모서리 부근에서 전기력선은 휘어진 모양을 하고 있으므로 전기장이 균일하지 않다는 것을 알 수 있다.
V는 두 극판 사이의 전압이고 C는 캐패시턴스라 불리우는 정전용량이다. 그리고 이 값들은 콘덴서의 특성을 나타내는 중요한 요소이다. 그리고 C의 단위는 패럿으로 F이고 1F는 매우 큰 량이기 때문에 , 등의 단위를 주로 사용한다. ()
극판의 면적이 크면 상식적으로 많은 전하가 쌓이게 되고 극판 사이의 거리가 멀어지면 전기장에 의해 상대적으로 힘을 덜 미치게 되므로 전하가 덜 모이게 된다. 만약 200×200mm의 두 극판이 10mm 간격으로 설치되어 있고, 10,000V의 전압을 가하면 이 극판 사이의 정전용량은 이다. (유전상수란 진공 중의 전하의 힘을 전달하는 정도를 나타내는 상수로서 의 값을 가진다.) 그러면 이 값을 이용하여 극판에 있는 전하량을 계산하면 이다. (극판의 모서리에서의 효과는 고려하지 않은 상태이다.)
이 값의 전하가 10mm 간격으로 서로 힘을 미치게 되면 +q와 -q가 양 극판에 대전되어 있는 것이므로 이 전하가 서로 10mm 떨어져 인력을 작용하게 될 경우
참고 자료
없음