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[자연과학] 일반물리실험 - 등전위선 측정(Electric Field Apparatus)

등록일 : 2014-03-31
갱신일 : 2014-03-31


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[자연과학] 일반물리실험 - 등전위선 측정(Electric Field Apparatus)
일반물리실험 - 등전위선 측정(Electric Field Apparatus)

1. 실험 목표

도체판에 전류를 흐르게 하여, 그 위에 등전위선을 그리고, 전기장과 등전위선에 관한 성질을 이해한다.

2. 실험 기구 및 장치

전극체 : 4종 x 각 2개
고정 검침봉: 1개
이동 검침봉: 1개
크기 300x230x6t

1) 실험 특성

도체판에 전류를 흐르게 하여 그 위에 등전위선을 그리고, 전기장과 등전위선에 관한 성질을 공부한다.

2) 관련 실험기기
직류안정화 전원 장치 : SG=P303D
검류계 (±25A) : SG-6174

3) 기타

연결선 : 4개

케이스 : 1개

3. 실험 원리

전위차를 가진 두 전극 사이에는 항상 전기장이 존재한다. 전하량이 q의 하전입자가 전기장 내에서 힘 F를 받을 때, 그 점에서의 전기장은 E= F/q로 정의 된다. 한편, 그 점의 전위 V는 단위 ...

일반물리실험 - 등전위선 측정(Electric Field Apparatus)

1. 실험 목표

도체판에 전류를 흐르게 하여, 그 위에 등전위선을 그리고, 전기장과 등전위선에 관한 성질을 이해한다.

2. 실험 기구 및 장치

전극체 : 4종 x 각 2개
고정 검침봉: 1개
이동 검침봉: 1개
크기 300x230x6t

1) 실험 특성

도체판에 전류를 흐르게 하여 그 위에 등전위선을 그리고, 전기장과 등전위선에 관한 성질을 공부한다.

2) 관련 실험기기
직류안정화 전원 장치 : SG=P303D
검류계 (±25A) : SG-6174

3) 기타

연결선 : 4개

케이스 : 1개

3. 실험 원리

전위차를 가진 두 전극 사이에는 항상 전기장이 존재한다. 전하량이 q의 하전입자가 전기장 내에서 힘 F를 받을 때, 그 점에서의 전기장은 E= F/q로 정의 된다. 한편, 그 점의 전위 V는 단위 전하당의 위치 에너지로 정의된다. 전기장 내에는 같은 전위를 갖는 점들이 존재한다. 이 점들을 연결하면 3차원에서는 등전위면을, 2차원에서는 등전위선을 이룬다. 전기력선이나 등전위면은 전기장내에서 무수히 많이 그릴 수 있다. 책의 그림 Fig-1 에서 보듯이, 등전위선은 하나의 점 전하 Q 가 있는 점을 중심으로 하는 방사선이며, 등전위면은 Q점을 중심으로 하는 동심구면이 된다. +Q의 점 전하와 -Q의 점 전하가 공간에 놓여 있을 때는 책의 그림 Fig-2와 같은 전기력선과 등전위면을 그릴 수 있다.

등전위면 위에서 전하를 이동시키는 데 필요한 일은 0이므로, 그 면에 접한 방향에는 전기장의 값이 없다. 따라서, 전기장의 세기는 그 면에 수직이다.
전기장이 일을 한다는 것은 정전하가 전위의 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동해가는 경우이므로, 전기력선은 전위의 높은 곳에서 낮은 곳으로 향한다. 따라서, 전기장 E의 방향은 그 점에서 전위V가 가장 급격히 감소하는 방향이며, …(생략)
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