아주대학교 물리학 실험 2 결과보고서_2 축전기와 전기용량

목차

1. 측정값
2. 토의
3. 참고문헌

본문내용

질문1. 왜 전하를 추가함에 따라 전위가 변하는가?

이 실험에서 전하량과 전압(전위차)의 비율인 전기용량이 일정하게 유지되므로 전하를 추가하면 저위차가 커지게 된다. 또한 양극판에 만 전하를 옮겨 주었으므로 음극판과의 전위차이는 커지게 된다.

질문2. 극판 간격을 두배로 하면 어떤 효과를 기대하는가? 기대한 효과가 관찰되었는가?

축전기의 전기 용량은 C = ε0A/d 이므로 극판 간격인 d를 2배 하면 전하량Q가 일정할 때 전기용량이 두배 줄어야 하고 전압은 2배가 되어야한다. 하지만 이론과 다르게 거리를 늘렸을 때 전압이 20V에서 23V 로 1.15배 정도만 증가하였다.

질문3. 극판 내부에서 전하밀도는 위치에 따라 어떻게 변하는가? 극판 사이의 전기장에 대해 어떤 해석을 할 수 있는가? 극판 바깥의 전하밀도에 대해서는 어떻게 해석하여야 하는가?

양극판에서는 중심을 벗어난 곳부터 가장자리까지 비교적 고른 값들을 보였다. 음극판에서는 양극판과는 좀 다르게 중심으로부터 가장자리까지 비교적 일정한 전하밀도를 보였다. 이론적으로는 양극판 내부와 음극판 내부에서 측정한 전하밀도의 크기가 같아야 하지만 조금의 차이를 보였다. 양극판과 음극판 외부에서는 극판 내부보다 전하밀도의 크기가 작았는데 이는 양극판과 음극판 내부에 전하가 몰려서 나타나는 현상 같다. 다만 음극판은 외부에서도 전하밀도가 음수가 나와야 하는데 양수인 것을 보아 정확한 측정이 되지 않은 것 같다.

질문4. 축전기의 전하량 Q가 축전기판의 전위차 V에 비례한다고 할 수 있는가? 그래프를 그려 해석하여라.

전하밀도와 전하량은 비례하고 Q=CV 로 전기용량C 가 일정하면 Q와 V의 일차함수 형태로 볼 수 있는데 측정한 값들을 토대로 그린 그래프가 직선에 매우 가까운 형태를 보이는 것을 통해 전하량Q가 전위차V에 어느정도 비례한다고 할 수 있을 것 같다.

참고자료

· 아주대학교 물리학 실험/제12판/아주대학교 출판부/p115-124
· 강의 노트 실험14.