[물리학실험 레포트 보고서] 등전위선 측정

2강 등전위선 측정

1)이론

실험 목적
전기장이 형성된 수조 안에서 고정전극의 형태에 따른 등전위선의 모양을 측정하고 전기장 및 전기력선의 개념을 이해한다.

(1) 정전기력과 전기장

시험전하 가 다른 전하들 주변에 있을때, 시험전하 는 전정기력(electric force)를 느끼게 된다. 어느 지점에서 전기장(electric field) 는 그 지점에서의 단위전하당 정전기력으로 정의되며 다음과 같이 주어진다.
(1)
전기장의 단위는 N/C이다. 식 (1)에서 시험전하 가 양의 값을 가지면 정전기력 의 방향은 전기장 의 방향과 같고, 시험전하 가 음의 값인 경우 정전기력 의 방향은 전기장 와 반대 방향을 나타낸다.
한 점전하 가 만드는 전기장은 Coulomb의 법칙을 이용하여 구할 수 있다. 임의의 거리 에서의 양의 시험전하 에 작용하는 정전기력의 크기는

(2)

이고, 따라서 전기장의 세기는 식 (1)로부터 다음과 같이 주어진다.

(3)

여기서 는 Coulomb 상수이다.
(2) 전기 위치 에너지와 전위
한 점전하 가 만드는 전기장내에서 임의의 거리 에서의 시험전하 의 전…(생략)

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(5)

2)실험 기구