[레포트] [물리학 및 실험] 등전위선 실험-결과 보고서

등전위선(도전판)

1. 목적

평면위에 전기장을 만들어서 그 위에서의 등전위선을 그려본다. 이로써 등전위선과 전기장(전기력선으로 나타내어짐)의 관계를 알아본다. 여러 가지 형태의 전극체를 사용함으로써 등전위선과 전기장이 어떤 형태를 띠는 지를 살펴본다. 전기장의 방향이 어떤 방향으로 향하는 지 알 수 있다.

2. 이론

정전기학에서의 중요한 발견은 모든 전하를 띤 물체는 주변에 영향을 미치는 영역을 형성한다는 사실이다. 이 영역 안에 다른 전하가 들어오면 그 전하는 두 전하들의 부호에 따라 당기거나 밀치는 힘을 받게 된다. 의 전하를 가진 물체가 형성하는 힘의 장을 그려보기 위해서는 어떤 시험 전하 가 필요하다. 힘의 장은 벡터장이기 때문에 공간의 모든 점에서 크기와 방향을 갖는다. 시험전하 로 그려낸 힘의 장의 모양이 ()에 보여져 있다. 이러한 힘의 장을 그려 내는 데는 한 가지 문제가 있는데 그것은 실험에 사용된 시험전하 의 크기에 따라 달라지기 때문이다. 이러한 문제는 전기력을 그리는 대신
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[1]로 정의되는 전기장을 그리면 해결 된다. 전기장도…(생략)

3. 실험방법

(1) 도체판 또는 전도용액을 사각접시의 바닥에 놓는다.(얇은 도체판의 경우에는 그 뒷면에 그래프 용지를 붙여놓고 표식이 나타날 수 있게 하고, 전도용액을 사용할 때는 바닥에 그래프 용지를 깔아 놓고 연한 색연필로 표시한다.)

(2) 고정전극 a와 b전극에 전원을 연결하여 전류가 0.1 ~ 0.5A 정도로 흐르게 전원을 조정하고 전원을 off로 놓는다.

(3) 검류계 또는 오실로스코프의 단자에 전극 그라운드와 검침봉을 연결한다. 검류계의 영점 또는 오실로스코프의 조정을 마친다.

(4) 전원을 on으로 하고 약 9V로 조정한 후, 전류계에 전류가 흐르는 것을 확인한 다음, (-)단자에 연결한 검침봉을 적당한 곳에 고정 시킨다.(편의상 그라운드를 전극을 잇는 선상의 어느 점에 정하는 것이 좋다.)

(5) 이동단자 b의 끝점을 적당히 이동하면서 검류계의 바늘의 이동 상태를 본다. 바늘이 심하게 이동하지 않는 곳은 등전위점에 가까이 왔음을 의미한다. 다시 정밀하게 그 근처에서 움직여 가며 검류계의 바늘이 영점이 되는 위치를 찾는다. 그래프 용지에 잘 표시하여 두고 하나의 등전위선을 그린다.

(6) c