정전기의 발생과 전하분포

• 실험 목적
대전된 전하와 유도전하의 성질을 비교할 수 있다.

• 실험 장비
power supply, electrometer, Faraday ice pail, charge producer(white, blue), proof plane, conductive paper

• 이론
도체 내부 E = 0이다. 그렇지 않다면 도체 내부의 자유전자에게 전기력이 작용될 것이고 도체 내부에 전류가 생기게 될 것이다. 도체에 전하가 주입되었다고 해도 모든 내부점에 대해서 E = 0이다. 전하가 주입되는 순간 도체 내부에는 순간적인 전기장이 생기지만 이 장은 오래 지속되지 못하고 정전적(靜電的)인 상황이 재수립될 때까지 부가해준 전하를 재배치하는 역할을 한다. 그러한 정전적인 상황에 도달될 때 과잉 전하의 분포는 도체의 표면에만 위치하게 된다. 도체가 외부 전기장에 놓여지게 될 경우 도체 내부 E = 0이 되어야 하므로 정전기를 유도하게 된다.

• 실험 과정
electrometer를 Faraday ice pail에 (그림1-1) 과 같이 연결한다.
실험 A (유도 전하)
1. 두 개의 charge producer(white, blue)를 서로 문질러서 그 중 white charge producer를 ice pail의 입구에서 3cm정도 살짝 넣고(charge producer가…(생략)