[자연과학] 물리학실험 - 전하와 전하사이 실험

1. 실험목적 이번 실험에서는 크게 두 가지 실험을 하였다. 전압에 따라 극판이 받는 쿨롱 힘을 측정하여 전압의 제곱과 극판이 받는 힘이 제곱관계인지 확인해 보고 여러 유전체를 삽입하여 여러 종류의 물체들의 유전율을 구하는 실험을 하였다. 2. 실험배경이론 전압 V, 전기장E, 두 극판사이의 전압 d일때 V=Ed이고 전하량 q, 극판이 받는 힘을 F라고 하였을 때 F =qE` = qV/2d이다.(E`는 윗판에 의한 것으로서 아래판이 느끼는 전기장이다.) q=CV에서 F=CV2/2d =εoAV^2/2d^2이다. 실험에서 조심해야할 부분은 저울의 무게로 F를 측정하는 것이므로 저울에 측정되는 무게를 m이라고 하면 m= εoAV^2/2gd^2라는 것이다. C1, C2의 전기용량을 가지는 두개의 축전지가 직렬 또는 병렬 연결될 경우 전체적인 전기 용량은 다음과 같이 각각 주어진다. 1/Ctot = 1/C1 + 1/C2 (직렬 연결) Ctot = C1 + C2 (병렬 연결) 3. 실험결과 및 분석 극판은 반지름 9.9cm인 원판을 사용하였다. 1) 극판사이의 거리를 1cm, 1.25cm, 1.5cm, 1.75cm, 2cm 로 고정시킨 후 2kV, 4kV, 6kV, 8kV, 10kV에 대해서 실험을 수행하였다. 1cm 1.25cm 1.5cm 1.75cm 2cm 전압(kV) 저울(g) 전압(kV) 저울(g) 전압(kV) 저울(g) 전압(kV) 저울(g) 전압(kV) 저울(g) 2 0.2 2 0 2 0 2 0 2 0 4 1 4 0.4 4 0.1 4 0.1 4 0.1 6 2.4 6 1.1 6 0.6 6 0.5 6 0.3 8 4.3 8 1.8 8 1.1 8 0.8 8 0.7 10 6.7 10 3 10 1.9 10 1.5 10 1.1 엑셀을 이용하여 x축을 전압, y축을 저울의 무게로 설정한 후 2차식으로 근사하였다. …
…