캐패시터의 전기장
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설명
- 전기장 미터를 사용하여 캐패시터의 전기장을 측정할 수 있다.
- 캐패시터의 두 판 사이의 거리에 따른 전기장을 측정할 수 있다.
- 캐패시터의 두 판에 인가된 전압에 따른 전기장을 측정할 수 있다.
- 평판 축전기의 사이에 놓인 아래 그림과 같은 판을 회전시키면 축전지 사이의 유효거리가 변화하게 된다.
- 축전기의 유효거리가 변화함에 따라 정전기 유도에 의해 발생하는 전류를
- 300 ㏀의 저항을 통해 흐르게 하고 그 전기를 측정한다.
- 가변 축전기의 원리를 알 수 있다.
구성품
실험 이론
캐패시터의 전기장
캐패시터(축전기)는 두 금속 판을 평행하게 놓은 판을 회로에 연결하여 전하를 충∙방전할 수 있는 전기 회로 장치이다. 캐패시터의 전기장은 다음과 같은 식을 통해 나타낼 수 있다.
이 실험에서는 전기장 미터를 사용하여 캐패시터 내의 전기장을 직접 측정할 수 있다. 섹터형으로 제작된 유도 캐패시터 판 앞에 하나의 섹터형 디스크가 회전하게 된다. 디스크는 정전기 흐름을 지속적으로 방해하여 유도 전하를 발생시킨다.
DC전원 공급 장치에서 발생된 전압에 따라 유도 캐패시터 판에 전압이 발생한다. 유도 캐패시터 판에 발생한 전압은 두 캐패시터 판 사이의 전기장과 비례하게 된다.
유도 캐패시터 판이 하부 캐패시터 판보다 약 1mm 아래 있다는 것을 고려하여 다음과 같이 식을 정리할 수 있다.
Fig1. 전기장 미터의 회전하는 섹터형
디스크