[자연과학][전기전자 보고서] 쿨롱의 법칙

[전기전자 보고서] 쿨롱의 법칙
목적: 극판에 전압을 넣어 극판사이의 거리와 힘의 관계, 극판의 전압과 힘의 관계를 그래프로 확인한다.

1. 실험 이론

쿨롱의 법칙
쿨롱의 법칙은 만유인력과 같이 거리제곱에 반비례하는 힘이지만, 전하의 극성에 따라 인력 혹은 척력이 작용된다. 쿨롱의 법칙에 의한 두 전하 q1, q2 사이에 작용하는 전기력(F)은 다음과 같이 표시된다.
여기서 힘 F의 단위는 뉴튼(N), 거리 r은 미터(m), 전하 q1, q2는 쿨롱(C)이다. 는 유전율을 의미하며, 는 원주율을 의미한다.
로 표현되는 비례상수 값은 다음과 같다.
전하량 이며 (c는 전기용량), 로 나타낼 수 있다.
(A는 금속판의 단면적, d는 축전기 사이의 거리)
여기서 일 U는 으로 나타낼 수 있으며 일을 나타내는 에 대입하여
이고 F에 관한 식은 가 된다. U에 을 대입하고 c에 를
대입하여 원하는 이론값 를 얻는다.
실험값은 에 저울의 측정질량을 대입함으로써 얻어진다.

2. 실험 방법

1) 저울의 밑 부분 받침대를 조절하여 수평이 되도록 수평계를 맞춘다.

2) 저울에 올려져 있는 금속판과 금속판 사이의 거리를 조절한다. (1cm~2.5cm)

3) 금속판을 저울에서 내려놓은 후 저울의 전원을 켠다.

4) 저울에 금속판을 올려놓은 후 저울의 용기버튼을 눌러 영점을 맞춘다.

5) 용기버튼을 누른 후 미세하게 측정되는 질량을 측정한다.

4) 전압을 공급하는 금속막대를 방전시킨다.
7) 저울을 밀폐시키고 금속판에 전압을 출력한다. (2000v~12000v)
8) 전압을 넣은 후 측정된 질량을 처음 미세하게 측정된 질량과의 차이로 기록한다.
9) 거리와 전압을…

93.61664