[결과보고서] 물리학 및 실험2 - 등전위선 측정 실험

소개

물리학 및 실험 - 등전위선 측정 결과보고서입니다.

목차

1. 목적
2. 이론
3. 실험 방법
4. 결과
5. 분석 및 토의
6. 출처

본문내용

1. 실험목적
Silver 펜을 이용하여 다양한 대전체 모형을 전도성 탄소 용지 위에 그리고 대전체 모형에 DC 전원을 연결하여 대전체 사이에서 작용하는 전위의 등전위선을 그림으로써 전기장을 시각화한다.
전극의 모양에 따라 등전위선이 어떻게 나타나는지 확인하고 비교해본다.

2. 이론
전위차를 가진 두 전극 사이에는 항상 전기장이 존재한다. 전하 q가 이 전기장 내에서 힘 F를 받을 때 그 힘은 F = q*E이다. 반면, 그 점에서 전위 V = U/q로 정의된다.
전기장 내에서는 같은 전위를 갖는 점들이 존재한다. 이 점들을 연결하면 3차원에서는 등전위면을, 2차원에서는 등전위선을 이룬다. 전기력선이나 등전위면은 전기장내에서 무수히 많이 그릴 수 있다. 하나의 점전하 Q가 만드는 전기장의 전력선은 Q가 있는 점을 중심으로 하는 방사선이며, 등전위면은 Q점을 중심으로 하는 동심구면이 된다.
등전위면 위에 전하를 이동시키는 데 하는 일은 0이므로 그 면에 접한 방향에서는 전기장 값은 존재하지 않는다. 따라서 전기장의 세기는 그 면에 수직이다. 전기장이 일을 한다는 것은 정전하가 전위의 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동해가는 경우이므로, 전기력선은 전위의 높은 곳에서 낮은 곳으로 향하게 된다. 따라서 전기장의 방향은 전위 V가 가장 급격히 감소하는 방향이 된다.

<중 략>

5. 분석 및 토의
(1) +전극만 설치하는 경우에는 등전위선을 측정할 수 있는가?
측정할 수 없다. 등전위선이라는 것은, 전위가 같은 지점을 이은 선이다. +전극만 설치할 경우, 전체적으로 전위차가 나지 않기에, 전류가 흐르지 않게 된다. 전류가 흐르지 않는다면, 등전위선 측정 또한 불가능하게 된다.
(2) 양 전극이 전도성 잉크펜으로 이어졌을 때 등전위선을 관찰할 수 없는 이유는 무엇이라 생각하는가?
양 전극이 전도성 잉크펜으로 연결되었을 경우에는, 전도성 잉크펜으로 이어진 부분은 모두 멀티미터로 측정하게 되면 전위차가 없기 때문에 등전위선을 관찰할 수 없게 된다.

참고자료

· http://blog.naver.com/liver8/220148353981 : 등전위선
· http://blog.naver.com/alexkim007/40197766555 : 전도성 실버펜