[자연과학]물리실험 - 등전위선 측정
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작성일 22-12-11 12:33
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먼저 두 점에 직류 전압을 걸어준다.
순서
■ experiment(실험) 목적
물을 이용하여 여러 가지 형태의 전극에 대한 등전위선을 찾아 전기장의 定義(정이) 을 이해한다. 이 성질을 이용하여 등전위선을 찾아 낼 수 있다
■ experiment(실험) 방법
① 비커를 이용하여 고정 검침봉이 물에 살짝 잠기도록 수조에 물을 붓는다.
■ experiment(실험) 기구 및 장치
여러 모양의 전극( 직사각형, 반원형, 큰 원형, 작은 원형), 전극 연결선, 고정 검침봉, 이동 검침봉, 측정(測定) 용 용지(모눈종이), 비커, 주사기, 검류계(내장)
■ 이 론
전하량 Q인 점전하가 공간에 놓여 있을 때 생기는 전기장은 다음 그림과 같다.
② 여러 전극 모양 중에 적당한 한 가지를 선택하여 수조 바닥의 눈금의 위치에 배치한다. 그러면 한 점은 (+)로 대전되고 다른 한 점은 (-)로 대전된다 등전위선 위의 각 점은 동일한 전위를 갖고 있으므로, 서로 전위차가 0이다. (바닥에 표시된 곳 이외에도 가능하다. 따라서 등전위선 위의 두 점을 연결하면, 전압이 0이므로 전류가 흐르지 않는다. 점전하 Q의 근처에 또 다른 전하 q가 놓여 있다고 하자. 전하 q가 갖는 위치 에너지는 쿨롱의 법칙에 의해서 주어지는데, 위치 에너지가 같은 점은 등전위에 있다고 한다.
앞에서 언급한 바와 같이 등전위면은 전기장 또는 역선에 수직하므로 아래 그림과 같이 등전위면을 그릴 수 있다
본 experiment(실험)에서는 이차원 평면에 형성되는 전기장을 고려한다. 이 때 점전하 Q에 의한 전기장의 방향은 등전위면에 수직이며, 이 전기장의 선은 전기력선과 방향이 같으므로 역선이라고 한다. 쿨롱의 법칙에 따라서 등전위면은 전하 Q를 중심으로 한 구의 표면이 될 것이다. 전하 q가 등전위면 위에서 움직이면, 전하 q의 위치 에너지 change(변화)가 없으므로 이 성질을 이용하여 등전위면을 찾을 수 있다
점전하 +Q와 -Q가 동시에 존재하는 경우의 등전위면은 어떻게 나타날 것인가? 이 때 역선의 형태는 그림 3과 같다.)
③ 전극에 전극 …(省略)
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실험과제/물리
다.
