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정전기 유도와 쿨롱의 법칙

저작시기 2014.12 |등록일 2017.02.04 한글파일한컴오피스 (hwp) | 10페이지 | 가격 1,200원

목차

1. 실험 목적
2. 실험 원리
3. 실험 기구 및 재료
4. 실험 방법
5. 측정값
6. 실험 결과
7. 결과에 대한 논의
8. 결론

본문내용

1. 실험 목적
쿨롱의 법칙이란, 두 전하 사이에 작용하는 힘은 두 전하의 크기에 비례하고 두 전하 사이의 거리의 제곱에 반비례한다는 것이다.
전기쟁반을 사용하여 두 개의 도체구를 대전시키고 도체구 사이의 거리와 전하의 크기에 따른 힘을 측정한다.
이 측정 결과로 쿨롱의 법칙을 확인한다. 또한 대전된 물체의 성질을 확인한다.

2. 실험 원리
(1) 쿨롱의 법칙
쿨롱의 법칙은 만유인력과 같이 거리제곱에 반비례하는 힘이지만, 전하의 극성에 따라 인력 혹은 척력이 작용된다. 쿨롱의 법칙에 의한 두 전하 q1, q2 사이에 작용하는 전기력(F)은 다음과 같이 표시된다.

<중략>

(2) 정전기 유도
대전체와 가까운 쪽에는 대전체와 다른 종류의 전하가, 반대쪽에는 같은 종류의 전하가 나타난다.
이 현상을 이용하여 대전상태를 알아내는 검전기를 만들거나, 전기를 저장하는 라이덴병을 만든다.
접지하거나 대전체에 닿지 않으면, 물체는 전체적으로 원래의 전기적 중성상태를 유지한다.

*도체의 정전기 유도
금속과 같은 도체에 양전하로 대전된 물체를 접근시키면 도체 내의 자유전자가 양전하로부터 인력을 받아 대전체 쪽으로 움직인다.
결과적으로 대전체와 가까운 표면에 음전하가 유도되고, 반대편에는 양전하가 유도된다.
음전하로 대전된 물체를 접근시키면 그 반대가 된다. 이때 다시 대전체를 멀리 가져가면 다시 원래의 중성 상태로 돌아온다.
이는 전하량은 보존되면서 전하의 분포만 바뀐 것이기 때문이다. 따라서 도체의 양쪽으로 유도된 양전하와 음전하의 크기는 같다.

(3) 대전
원자는 중심에 (+)전하를 띤 핵과 주위에 (-)전하를 띤 전자가 분포하고, 두 전하량이 보통의 경우 평형상태에 있게 된다.
여기에 외부에서 힘을 가하면 전자는 잘 움직여 다른 물체로 이동하게 되고, 전하의 불균형을 이루게 되어 전기를 띠는 물체가 된다.
이때 전자가 이탈된 물체는 전체적으로 (+)전기를 띠게 되어 (+)로 대전되었다고 하고, 전자를 얻어서 (-)전기를 띤 물체를 (-)로 대전되었다라고 일컫는다.

참고 자료

일반물리학실험 제3판 / 부산대학교 물리학교재편찬위원회 / 청문각
일반물리학1 제2권 / David Halliday, Robert Resnick / 범한서적
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