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
⓵ 전극체 : 4종 x 각 2개
⓶ 고정 검침봉: 1개
⓷ 이동 검침봉: 1개
⓸ 크기 300x230x6t
1) 실험 특성
도체판에 전류를 흐르게 하여 그 위에 등전위선을 그리고, 전기장과 등전위선에 관한 성질을 공부한다.
2) 관련 실험기기
⓵ 직류안정화 전원 장치 : SG=P303D
⓶ 검류계 (±25µA) : SG-6174
3) 기타
⓵ 연결선 : 4개
⓶ 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.
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2014.03.27
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