등전위선

- 전기장과 전기력선의 특징을 이해하고 등전위선 확인

- 등전위선 실험장치를 사용하여 전극의 모양에 따른 전기장 형성 가능

- Vernier MBL을 사용하여 보다 정밀한 측정 가능

등전위선(K5180-G)-무선센서

등전위선(K5180)-유선센서&인터페이스

전기장

전기장(E)은 전하량(q)을 가진 실험전하가 원천 전하(Q)에 의해 받는 전기력(F)을 뜻하며 전기력(F)은 쿨롱의 법칙으로 설명할 수 있다.

F=K Qq/r^2 =1/(4πε_0 )  Qq/r^2 

*K:쿨롱  상수

이때의 전기장은 전기력에 관한 식을 통해 전기장에 대한 식을 표현할 수 있다.

E=F/q

전기장은 방향을 가진 벡터량이며 공간상에 분포하였기 때문에 벡터장이라고 한다. 전기장의 방향과 크기의 표현은 전기력선(ϕ)으로 할 수 있다. 전기력선은 전기장을 연속된 곡선의 형태로 나타낸다. 전기력선의 방향은 (+)전하에서 발생되고 (-)전하로 들어가는 형태를 띄고 있다. 전기력선 밀도와 전기장의 크기는 비례하며 전기력선에서 전위가 같은 지점들 이은 선을 등전위선이라고 한다.

등전위선

등전위선이란 전하량(q)을 가진 점전하의 전위(V)가 동일한 지점을 연결한 선이며 이때의 전위(V)는 단위전하당 위치에너지를 의미한다. 그러므로 전위에 대한 식은 다음과 같이 정리할 수 있다.

V=1/(4πε_0 )  q/r

위 식을 통해 등전위선이 점전하에서 같은 거리만큼 떨어진 지점의 원형으로 형성되는 것을 알 수 있다.

등전위선 실험을 통해 다양한 모양의 전극 주위에 생성되는 전기장과 등전위선을 확인하고 원리를 이해할 수 있다.