■ 실험 목적
물을 이용하여 여러 가지 형태의 전극에 대한 등전위선을 찾아 전기장의 개념을 이해한다.
■ 실험 기구 및 장치
여러 모양의 전극( 직사각형, 반원형, 큰 원형, 작은 원형), 전극 연결선, 고정 검침봉, 이동 검침봉, 측정용 용지(모눈종이), 비커, 주사기, 검류계(내장)
■ 이 론
전하량 Q인 점전하가 공간에 놓여 있을 때 생기는 전기장은 다음 그림과 같다. 점전하 Q의 근처에 또 다른 전하 q가 놓여 있다고 하자. 전하 q가 갖는 위치 에너지는 쿨롱의 법칙에 의해서 주어지는데, 위치 에너지가 같은 점은 등전위에 있다고 한다. 쿨롱의 법칙에 따라서 등전위면은 전하 Q를 중심으로 한 구의 표면이 될 것이다. 이 때 점전하 Q에 의한 전기장의 방향은 등전위면에 수직이며, 이 전기장의 선은 전기력선과 방향이 같으므로 역선이라고 한다. 전하 q가 등전위면 위에서 움직이면, 전하 q의 위치 에너지 변화가 없으므로 이 성질을 이용하여 등전위면을 찾을 수 있다.
점전하 +Q와 -Q가 동시에 존재하는 경우의 등전위면은 어떻게 나타날 것인가 이 때 역선의 형태는 그림 3과 같다.
앞에서 언급한 바와 같이 등전위면은 전기장 또는 역선에 수직하므로 아래 그림과 같이 등전위면을 그릴 수 있다.
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2013.03.28
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