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[일반물리학 실험] 등전위선 측정 실험
◆ 실험의 목적
두개의 전극 사이에 생기는 여러 개의 등전위면을 찾아보고 전위 및 전기장의
개념과 관계를 이해한다.
◆ 실험의 원리 및 기본이론
① 전하량이 Q인 전하가 공간위에 놓여있을 때, 이 때 생기는 전기장의 방향은 왼쪽 그림 화살표 방 향과 같다.
② 쿨롱의 법칙에 의해서 전위가 같은 면, 즉 등전위 면은 역시 왼쪽 그림처럼 전하 Q를 중심으로 하 는 하나의 구 표면이 될 것이다.
③ 이 때 전기장의 방향과 등전위면은 서로 수직이 다.
④ 한 편, +Q와 -Q 전하가 동시에 존재하는 경우, 전기장의 방향은 위의 그림 처럼 나타날 것이다.
⑤ 전기장의 방향은 +에서 나와 -로 들어가는 방향이다.
⑥ 등전위선은 전기장의 방향과 수직이므로 위의 경우 등전위선은 다음의 그림과 같이 나타낼 수 있다.
그림 참조 : ‘물리학 실험’ 교재 발췌
⑦ 하나의 등전위선 위에 있는 각 점은 동일한 전위를 가지고 있다. 다시 말해,
등전위선 위의 각점은 서로 전위차가 0이므로 각각을 연결했을 때 그 사이에는 전류가 흐르지 않는다.
⑧ 이러한 기본원리를 바탕으로 두 전극 사이에 전류가 0인 점을 찾아 등전위선을 찾을 수 있다.
◆ 실험 기구
여러 모양의 전극 (직사각형, 반원형, 큰 원형, 작은 원형, 직사각형)
고정 검침봉
이동 검침봉
전극 연결선
측정용지
비커,
주사기
검류계
◆ 실험 방법
1. 비커를 이용하여 고정 검침봉 끝이 살짝 물에 잠기도록 수조에 물을 붓는다.
2. 전극 하나를 선택하여 수조 바닥의 적당한 눈금위에 배치한다.
3. 전극에 연결선을 연결하고, 적당한 전압을 가한다.
4. 고정 검침봉을 적당한 위치에 두고, 이동 검침봉을 이리저리 움직이며 전류가…(생략)
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