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기초전자물리학실험2 경대출판부 실험7예비보고서

기초전자물리학실험2실험 7 예비 보고서(1) 실험의 목표1) 전장의 개념을 설명할 수 있다.2) 전기력선의 개념을 설명할 수 있다.3) 전기의 가우스 법칙을 실험으로 보여 줄 수 있다.4) 전압과 전장의 관계를 설명할 수 있다.5) 극 좌표계를 설명할 수 있다.(2)이론A. 전기력선전기력선이란:각 위치 별 전장 벡터와 같은 방향으로 선을 그려서 전장을 가시화 한것이다.전기력선 수는 그 지점의 전장 세기에 비례한다.B. 전기 선속전기선속: 전기선속은 전기력선을 정량적으로 표현한것으로 전장의 세기 E와 그전 장에 수직한 면의 넓이A의 곱으로 정의한다C. 전장과 전위차의 관계전위차는 앞 장에서 언급하였듯이 전장의 공간적분이다.E=-▽VD. 전기의 가우스 법칙전기의 가우스 법칙:임의의 폐곡면을 지나가는 알짜 전기 선속은 이 폐곡면 내부에 존재하는 전하량 q 나누기 ε0이다. 는 진공의 유전율이다.(7.4)여기서 ε0는 진공의 유전율이다.이 가우스 법칙은 쿨롱의 법칙을 달리 표현한 것이다.(3)예비문제1)q=-2*10^-6 인 점전하가 만드는 전기력선 분포와 전기 선속을 구하라2)p1=-2*10^-4,p2=2*10^-4인 면전하가 서로 500mm 떨어져 있을 때 그 사이에서의 전기력선과 전기 선속을 구하라.3)예비 문제1)의 결과에서 전기의 가우스 법칙을 보여라. 전하를 포함했을 때와 포함하지 않았을 각각의 경우에 대하여 구하라.4) 예비 문제 2)의 결과에서 전기의 가우스 법칙을 보여라. 전하를 포함했을 때와 포함하지 않았을 각각의 경우에 대하여 구하라.5)식 E=-▽V는 전압과 전장의 관계를 보여준다. 기압-바람관계,산의 높이-공의 가속관계를 E=-▽V 형태로 표현하여 각각 설명하라.5) 실험내용 및 분석실험7.A 평행 전극쌍에서의 전장, 전기력선, 전기 가우스 법칙1) 그림 7.1의 평행 전극쌍에서의 전장, 전기력선, 전기 가우스 법칙 실험 구성도를 구성하 라. 텔레델토스 종이를 사용하라.핀과 클립 점퍼코드로 준비된 양 전극에 직류전우너공급 기로부터 전압을 인가하라. 인가전압은 1cm당 1v가 되게 하라2)실험 과정 1)에서 측정한 전장을 logger pro 3의 animated display 모드에서 x y 좌표 별 전장 E를 벡터표시로 나타내어라.실험과정 1)에서 측정한 전장의 크기와 방향을 텔레 델토스 종이와 크기가 같은 다른 빈종이에 전극과 함께 표기하라.이 전장의 크기와 방향 을 화살표 개수 비례로 선을 연결하라.3) 실험과정 2)에서 구한 전기력선 그림에서 전극이 없는 곳에 임의의 폐곡선을 그리고 이 폐곡선을 지나가는 알짜 전기 선속이 0임을 보여라.그림 7.1여기서는 3차원 대신 2차원으로,면적 대신 전장에 수직한 길이로 대신한다.이것으로 전기의 가우스법칙이 성립함을 보여준다.공간적인 전압변화가 있어 3차원대신 2차원 효과가 난다.4) 실험과정 2)에서 구한 전기력선 그림에서 한쪽 전극을 일부 포함하여 임의의 폐속선을 그리고 이 폐곡선을 지나가는 알짜 선속이 0이 아님을 보여라. 여기서는 왜 0이 아닐까?가우스법칙으로 분석하라. 또 다른 쪽 전극을 gvh함한 폐곡선에 대하여 반복 하라.실험 7 B.원형 전극쌍에서의 전장, 전기력선, 전기쌍극자, 영상전하1) 그림 7.2의 원형 전극쌍에서는 전장 전기력선 전기쌍극자 영상전하 실험 구성도를 구성 하라.텔레델토스 종이를 사용하라.+전원을 왼쪽에 -전원을 오른쪽 전극에 인가하라.인가 전압은 텔레델토스 종이에서 마주본 전극 사이의 1cm당 5V가 되게하라.10mm 간극 전 장 측정용 프로브 2개를 전압 프로브 2개에 연결하라. 또 이프로브를 labpro에 연결하고 logger pro3로 텔레델토스 종이 위의 위치별 방향별 전장, 즉 미소 단위 길이당 전압을 측정 기록한다.2) 실험과정 1)에서 측정한 전장을 logger pro 3의 Animated Display 모드에서 x y 좌 표별 전장을 벡터 표시로 나타내어라. 그러면 2차원 평면상에 전장 벡터가 매 측정점별 로 표시될 것이다.실험과정 1)에서 측정한 전장의 크기와 방향을 텔레델토스 종이와 크기가 같은 다른 빈 종이에 전극과 함께 표기하라. 이전장의 크기와 방향을 화살표 개수 비례로 선을 연결하 라. 이것이 전기력선이다.그림 7.23) 실험과정 2)에서 구한 전기력선 그림에서 전극이 없는 곳에 임의의 폐곡선을 그리고 이 폐곡선을 지나가는 알짜전기 선속이 0임을 보여라.이것이 바로 전기의 가우스 법칙이다.4) 실험과정 2)에서 구한 전기력선 그림에서 전극을 일부 포함하여 임의의 폐속선을 그리고 이 폐곡선을 지나가는 알짜 전기 선속이 0이 아님을 보여라.5) 실험과정 2)에서 구한 전기력선 그림으로 부터 전장분포의 대칭성을 찾아보라. 이 결과 로 텔레델토스 종이와 전압원의 개수를 줄일 수 있겠는가? 영상전하로 반쪽을 없애고도 같은 전장 분포를 얻 을 수 있다.

공학/기술| 2010.11.15| 5페이지| 1,000원| 조회(320)

기초, 기초전자, 기초전자물리학, 전기 가우스 법칙, 직류전원공급

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