[실험 리포트 보 고서] 2.축전기와 정전용량(예비+결과)
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작성일 23-11-22 03:41
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3) 먼저 작은 원판(r = 53mm)을 實驗대의 상단에 돌려서 고정하고 하단부는 리드선을 꼽고 전자저울 위에 올려놓는다.
2) 전자저울을 實驗대 위에 올려놓고 저울 뒤에 있는 원형 수평계를 이용하여 다시 저울자체의 수평을 잡는다.
10) 콘덴서판 사이에 유전체가 들어갈 때 차이를 알아보기 위해 유리판을 큰 원판의 하단부에 올려놓고 판 간격을 6mm로 조정하여 정전용량을 측정(measurement)한다.
7) 상단 회전 손잡이를 돌려서 두 극판 사이의 거리를 조절하고, 간격을 6mm, 8mm, 10mm, 12mm로 變化시켜가며 위의 측정(measurement)을 반복하고 데이터를 기록한다.
2. 理論(이론)
일정한 간격으로 떨어져있는 두 도체판 사이에 전원장치를 연결하고 전압을 걸면 양 극판에는 크기가 같고 부호가 반대인 전하 q 와 -q 가 각각 형성된다왼쪽 그림과 같이 가우스 경로를 잡으면 가우스법칙에 의해
εo∮EdA = q
이므로 q = εoEA 가 되고, 전위차 V는
이다.
5) 전자저울을 켜고 상단에 표시된 눈금을 이용하여 두 판 사이의 간격을 4mm로 조정하고 평행을 확인한다.
9) 理論(이론)적인 수치와 측정(measurement)된 수치의 값을 비교하고 오차를 계산해본다. 6kV, 8kV 일 때도 작용하는 힘을 나타내는 질량값을 기록한다. 여기서 εo는 진공중의 유전상수라 하고, εo=8.85 x10-12 의 값을 갖는다.
11) 유리판 대신 아크릴 판으로 대체하고 위의 實驗을 반복한다. 상단과 하단판의 간격이 약 1cm 정도 되도록 상단고정나사(2개)를 풀어서 밑으로 내리고 두 평판이 수평, 수직으로 정렬 되도록 잘 조절한다.
8) 평행판 시료를 큰 것(r = 75mm)로 교체하고 다시 위의 實驗을 반복한다.
6) 고압전원을 켜고 서서히 다이얼을 돌려서 두 극판 사이의 전압을 4kV 정도로 맞춘 후, 이 때 전자저울에 표시되는 질량값을 기록한다.
평행판 축전기에 대한 정전용량은
이 되고, 따라서 상단 도체판에 축적된 전하량은
q = CV = εoAV/d
이 되며, 이를 이용하여 하단판(q = -εoAV/d)이 받는 힘을 구해보자.
면전하밀도를 σ라 하면 도체판 한 개에 의한 전기장은 E = σ/2εo (∵q = σA = εoE 2A ) 이고 하단 도체판이 받는 힘은
F = (-q)E = -qσ/2εo = -q2/2εoA
여기서 -q 는 하단면의 전하량, E 는…(투비컨티뉴드
)
4. 實驗방법
1) 수평계를 實驗장치 베이스 위에 올려놓고 바닥에 있는 나사를 사용하여 實驗장치 자체의 수평을 맞춘다.
5. 實驗결과
설명
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실험과제/기타
다.
4) 고압전원장치의 전원코드를 연결하고 +단자를 상단평판에 - 단자를 하단평판에 각각 리드선으로 연결하고, 고압전원의 다이얼이 맨 왼쪽으로 돌아가 있는지를 확인한다.
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