등전위선의 측정

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등전위선의 측정
실험 8.1 등전위선의 측정

실험날짜

실험조

실험목적
저항이 큰 얇은 도체판에 전위가 다른 두 전극을 꼽았을때 형성되는 등전위선을 그리고 그모양을 살핀다.

실험기구
절연쟁반, 유리판, 그래프 용지, 전극4개, 저주파발진기, 수화기

실험원리

일정한 전위차를 가진 두 전극을 저항이 큰 얇은 도체판 위에 놓으면, 그 도체판 전체에 전장이 형성되며, 그 전장은 도체판 위의 위치 의 함수로 표시되며, 전장의 강도는 전위는 로 기술된다. 지금 일정한 전위 를 가진 점들을 이은 선은

를 만족하는 점 으로 이루어진 선이 되며, 이것을 등전위선이라 한다. 의 값을 달리 취함에 따라 여러 개의 다른 등전위선을 그릴 수 있다. 그리고, 전장의 강도 의 방향은 그 점에서의 가 가장 급격히 감소하는 방향을 취하게 되며, 그 방향으로의 미소변위를 이라 한다면, 전장의 강도 E는

따라서, 전장의 방향, 즉 도체 안에서 전하가 받는 힘의 방향은 등전위선에 수직하게 된다. 여기서, 전장의 방향으로 연결한 선을 전력선이라 하며, 전력선은 등전위선과 직교함을 알 수 있다.

그리고, 이 도체판 전체에는 주어진 전장에 의하여 일정한 전류가 흐르고 있으며, 만일 이판 위의 어느 두점 사이에 전기계기를 연결한다면 여기에는 전위차에 비례하는 전류가 흐르게 될 것이다. 그런데 이 두점이 등전위이라면 전류가 흐르지 않게 되므로 그러한 점들을 이으면 그림과 같은 등전위선이 된다.

실험방법

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공학, 기술