[실험 레포트 보 고서] 2.축전기와 정전용량(예비+결과)

1. 실험목적 두 도체 사이에 전위차를 가할 때 두 극판에는 똑같은 크기에 반대부호인 전하량이 대전됨을 이해하고, 두 전하량 사이에 작용하는 힘을 이용하여 평행판 축전기의 정전용량을 측정하고 이론적인 수치와 비교해본다. 2. 이론 일정한 간격으로 떨어져있는 두 도체판 사이에 전원장치를 연결하고 전압을 걸면 양 극판에는 크기가 같고 부호가 반대인 전하 q 와 -q 가 각각 형성된다. 왼쪽 그림과 같이 가우스 경로를 잡으면 가우스법칙에 의해 εo∮EdA = q 이므로 q = εoEA 가 되고, 전위차 V는 이다. 여기서 εo는 진공중의 유전상수라 하고, εo=8.85 x10-12 의 값을 갖는다. 평행판 축전기에 대한 정전용량은 이 되고, 따라서 상단 도체판에 축적된 전하량은 q = CV = εoAV/d 이 되며, 이를 이용하여 하단판(q = -εoAV/d)이 받는 힘을 구해보자. 면전하밀도를 σ라 하면 도체판 한 개에 의한 전기장은 E = σ/2εo (∵q = σA = εoE 2A) 이고 하단 도체판이 받는 힘은 F = (-q)E = -qσ/2εo = -q2/2εoA 여기서 -q 는 하단면의 전하량, E 는 상단면에 의한 전기장이다. 위의 결과와 같이 축전기의 바깥쪽 전기장은 서로 상쇄되어 전기장이 존재하지 않고, 도체판은 자신이 만들어낸 전기장에 의해 힘을 받지 않는다. 위의 식을 대입, 정리하면 이다. 여기서 - 는 두 극판 사이에 작용하는 인력을 나타낸다. 그러므로 축전기의 정전용량 C는 다음과 같다. 또는 3. 실험기구 및 장치 콘덴서 실험장치, 고압전원장치, 전자저울, 평행판시료(직경 φ = 150mm, 106mm 2종), 고압용 리드선, 수평계, 드라이버, 유전체판 2종(유리판, 아크릴판 ; 두께 = 3mm) 4. 실험방법 1) 수평계를 실험장치 베이스 위에 올려놓고 바닥에 있는 나사를 사용하여 실험장치 자체의 수평을 맞춘다. 2) 전자저울을 실험대 위에 올려놓…
2) 전…