해피레포트 - [물리학 및 실험] 등전위선 실험-결과 보고서

카테고리 : 레포트 > 자연과학계열 파일이름 :[물리학 및 실험] 등전위선 실험-결.hwp 문서분량 : 5 page 등록인 : leewk2547 문서뷰어 : 한글뷰어프로그램 등록/수정일 : 12.05.09 / 12.05.09 구매평가 : 다운로드수 : 2 판매가격 : 1,400 원

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보고서설명
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.

본문일부/목차
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[1]로 정의되는 전기장을 그리면 해결 된다. 전기장도 역시 벡터장으로 그 크기는 [2]로 주어지며 임의점에서의 방향은 시험전하가 그 점에서 받게 될 힘의 방향과 같다. 즉 에 의한 전기장의 모양은 같은 전하에 의한 힘의 장의 모양과 똑같이 나타난다. 그러나 두 벡터장의 크기는 배만큼 차이가 난다. 이 실험에서는 여러 가지 전극모양에 따라 전기장의 크기와 방향을 알아보고자 한다. 그러한 것을 쉽게 알아보는 것이 등전위선을 찾아내는 것이다. 전위란 단위 전하당의 Potential Energy로 정의된다.따라서 두 점간의 전위가 같다면(등전위) 두 점간의 퍼텐셜에너지 차이가 없다는 뜻이다. 따라서 등전위선(면)상에서 전하를 이동시키는데 드는 일은 영(0)이며 그 면에 접한 방향으로는 전기장이 영이 된다. 그러므로 전기장의 방향은 등전위면에 수직한 방향이 된다. 전기장이 일을 한다는 것은 정()의 전하가 전위가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하는 경우이므로 전기력선은 전위가 높은 곳에서 낮은 곳으로 향한다. 따라서 전기장 의 방향은 그 점에서 전위 가 가장급격히 감소하는 방향이다. 실험에서는 평면에서의 등전위선을 찾는다. 즉 어느 도체판의 두 단자를 통해서 전류를 흘릴 때 도체판 내에서의 전류의 흐름선의 방향은 전기장의 방향을 나타낸다. 이 전기장에 수직한 방향에는 전류가 흐르지 않으므로 전위차도 없게 된다. 이와 같은 점을 이은 선이 등전위선이 된다. 즉 임의의 두 점간에 전류의 흐름이 없다면 이 두 점은 등전위선(면)에 있다고 말할 수 있다.

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