물리학실험2 등전위선 (결과보고서 A+)

물리학실험2 등전위선 (결과보고서 A+)

물리학실험2 등전위선 (결과보고서 A+).hwp

본문 결과- 등전위선 1. 측정값 *측정한 등위전선과 전기장을 그래프용지에 스케치하여 첨부한다. *두 전근간의 저항 : 8.3㏀, 원형 전극과 중심사이의 저항 : 13㏀ 2. 토의 1. 질문에 대한 검토 질문 1) 도체 상의 모든 점은 전위가 과연 같은가? 정전기적 평형 상태에 있는 대전된 도체 표면상의 두 점 A와 B를 잡으면, 두 점을 연결하는 경로상의 모든 점에서 전기장 E는 항상 변위 ds에 수직이므로, E BULLET ds=0이다. 따라서 V _ B `-`V _ A = TRIANGLE V```=`- int _ A ^ B E`ds `=0에 의하여 두 점 A와 B 사이의 전위차는 반드시 0이다. 즉, 정전기적 평형 상태에 있는 대전된 도체 표면은 등전위면을 이룬다. 실제 실험에서도 10V의 전압을 도체(은 페인트칠한 부분)에 걸어 실험을 측정하였다. 하지만 실제 도체의 전위를 측정한 결과 약 9V의 전압이 측정되었다. 이는 탄소종이 자체에 저항이 존재하기 때문에 정확한 10V의 전압이 걸리지 않는 것 같다. 또한 전압과 연결된 부분과 가까울수록 전압이 약간 더 높게 측정되었다. 이를 바탕으로 어느 정도의 오차를 감안하면 도체위의 모든 점의 전위차는 약 0에 가까운 값으로, 전위가 모두 같다고 보인다. 질문 2) 속이 빈 도체의 내부 공간에서도 등전위인가? 정전기적 평형 상태에 있는 도체는 내부의 전기장이 0이어야 하고 도체 내의 과잉전하는 도체 표면에 존재해야 한다. 정전기적 평형상태에서 도체 내부에 알짜전하(net charge)가 존재한다면 가우스 법칙에 의하여 도체 내부에 전기장이 생기게 될 것이다. 이런 전기장에 의하여 도체 내부의 자유전자는 전기장이 없어질 때까지 움직이므로 도체 내부에는 전기장이 0이 된다. 전기장이 0이므로 V _ B `-`V _ A = TRIANGLE V```=`- int _ A ^ B E`ds `=0 에 의해 전위차 또한 0임을 볼 수 있다. 실험에서 그래프용지의 도체 내부의 전압 값(5개 점)을 살펴보면 약 7.34~8v를 이룬다. 이론대로라면 도체 내부에서는 전기장이0으로서 전위차 또한 0인, 등전위면을 이루어야 한다. 도체에 전압이 고르게 걸리지 못한 점을 감안한다면 속이 빈 도체의 내부 공간에서도 등전위 라고 볼 수 있다. 질문 3) 전기장의 방향은 v/cm로 측정한 최댓값 방향에 대해 어떤 방향인가? 그래프용지를 살펴보면 등전위선에 대하여 전기장의 방향은 수직인 방향을 이루고 있다. 전위의 분포를 알고 있는 상태에서, 거리 ds 만큼 떨어져 있는 두 점 사이의 전위차 dV는 dV`=`- vec E BULLET d vec s 로 표현된다. 시험 전하가 등전위선을 따라 d vec s 만큼 이동할 때, 전위는 등전위선을 따라 일정하기 때문에 dV`=`0으로, dV`=`- vec E BULLET d vec s `=`0이 된다. 즉, 전기장 vec E 는 등전위선을 따르는 변위에 수직이어야 한다. 이것은 등전위선은 등전위선을 지나가는 전기력선에 항상 수직이어야 함을 의미한다. 하고 싶은 말 좀 더 업그레이드하여 자료를 보완하여, 과제물을 꼼꼼하게 정성을 들어 작성했습니다. 위 자료 요약정리 잘되어 있으니 잘 참고하시어 학업에 나날이 발전이 있기를 기원합니다 ^^ 구입자 분의 앞날에 항상 무궁한 발전과 행복과 행운이 깃들기를 홧팅 키워드 도체, 전기장, 등전위선, 내부, 등전, 질문