보고서 설명

1. 실험 제목 : 쿨롱의 법칙 실험

2. 실험 목적 : 일정한 전하로 대전되어 있는 두 도체판 사이에 작용하는 힘을 측정하여 쿨롱의 법칙을 간접적으로 확인한다.

본문일부 및 목차

가 성립하고 비례상수 C를 축전기의 전기용량이라 부른다. 평행판 축전기의 전기 용량은

C = ε₀A/d

로 주어진다. 전압이 양극판에 형성되면 양극판 사이에 전위차가 형성되어 양극판의 마주보는 면에는 각각 반대의 전하가 대전된다. 전위차가 커질수록 많은 전하가 대전되며 극판은 도체이므로 극판 위 모든 지점에선 전기전위가 똑같다. 따라서 중간영역에서의 전기장은 대체로 균일하다. 하지만 극판의 가장자리에선 극판의 기하학적 모양 때문에 균일하지 않은 전하분포가 발생하며 이로 인해 전기장 또한 휘어진 모양을 한다.
전위차 V가 걸렸을 때 평행판 축전기 내에 저장된 총 에너지는

U = ½CV² = ½ε₀A/d V²

이다. 이는 두 도체판이 붙어 있었다가 d만큼 떨어지기 위해서 U = W = Fd의 크기로 힘 F를 가해 W = U 만큼 일을 해야 한다고 볼 수 있다. 따라서 도체판 사이의 힘은

F = U/d = ε₀AV²/2d²

으로 주어진다.

4. 실험 방법 :

A. 일정한 전압 하에서 극판 사이의 거리의 함수로 힘 측정
① 측정 장치를 준비한다.
② 측정하기 전에 저울의 수평을 조절한다.
③ 저울 위에 아래쪽이 절연처리된 전극판을 올려놓는다. 이때 장치에 있는 또다른 전극판과 평행이 되게 놓아야 한다.
④ 전원장치의 출력단자와 콘덴서판을 연결한다. 이 때 전원 장치의 스위치는 OFF상태로 있어야 한다. 그리고 전원장치의 스위치를 ON으로 하기 전에 전압조정손잡이를 최고로 하여 둔다.

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