물리학 실험 - 쿨롱의 법칙 실험 보고서
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1. 실험목적
일정한 전하로 대전되어 있는 두 도체판 사이에 작용하는 힘을 측정하여 쿨롱의 법칙을 간접적으로 확인한다.
2. 관련이론
거리 만큼 떨어져 있는 두 전하 , 사이에는 의 힘이 작용하며, 이 표현식은 쿨롱의 법칙이라 부른다. 전하 , 의 부호가 같을 때 힘은 두 전하를 서로 미는 방향으로 작용하고, 부호가 다를 때는 서로를 끌어당기는 방향으로 작용한다. 정전기력 앞에 (단위계에 따라 그 값이 바뀔 수 있는) 보편상수가 곱해져 있어서 유전상수 가 붙어서 의 값을 갖는다.
일반적으로 축전기는 서로 떨어져 있거나 사이에 부도체가 끼워져 있는 두 도체로 이루어진다. 이 두 도체를 극판이라고 부르며, 평행판 축전기의 경우는 거리가 만큼 떨어져 있는 면적 의 크기가 같은 두 평행 극판으로 구성되어 있다. 두 극판 사이에 전위차 를 가하면 극판들은 각각 크기가 같고 부호가 반대인 전하, , 로 대전된다. 이때 축전기에 대전된 전하 와 전위차 사이에는 선형관계 가 성립하고, 극판의 기하학적 모양과 두 도체 사이에 까인 물질의 유전율에 따라 결정되는 비례상수 를 축전기의 전기용량이라 부른다. 평행판 축전기의 전기용량은 로 주어진다.
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