[물리실험][결과보고서]등전위선 측정

소개글

[물리실험][결과보고서]등전위선 측정에 대한 보고서 자료입니다.

목차

5. 실험결과

6. 결과분석

7. 토의

8. 참고문헌

본문내용

5. 실험 결과
본 실험에서는 총 4개가지 모양의 전극을 활용하여 실험을 진행하였다. 전 실험에서 사용된 전압은 15.0V이며, 별도의 직류전원공급장치를 이용하여 항상 일정한 전압이 유지되도록 한 상태에서 실험을 진행하였다.
실험에 사용된 4가지 모양의 전극은 각각 활 모양, 직사각형 모양, 작은 원 모양, 그리고 정사각형 모양의 전극이 사용되었고, 측정기준점(0V 기준점)은 각 전극의 중심부(측정면의 가운데)를 기준으로 하였다. 각 실험마다 총 224개의 측정점을 사용하여 OriginPro 7.5를 통하여 각 데이터를 보간, 아래와 같은 그래프를 산출하였다.
실험 데이터의 처리는 그래프에서 양 측이 동일한 색상 gradation을 갖게 하기 위하여 모든 값에 절대값을 취하여 결과 분석에 활용하였다.
각 전극 모양에 대하여 위와 같은 등전위선이 생겨나게 된다. 여기서 각 등전위선은 전기장에 대해 수직인 방향으로 생성되므로 아래 그림과 같이 방사상으로 나타나게 된다.
6. 결론
본 실험을 통하여 각 전극별로 어떤 모양의 등전위선이 생성되는지를 알 수 있었다. 등전위선은 전극의 표면을 통하여 일정하게 생성되고, (각 그림에서 푸른색 부분) 방사상으로 퍼지는 형태를 가지고 있는 것을 볼 수 있다. 본 실험에서처럼 두 개의 극을 배치한 경우, 등전위선은 두 전극에 서로 맞닫지 않는 형태로 생성된다는 점 또한 손쉽게 알 수 있었다. 또한 전극이 원형을 띄지 않는 경우 각 모서리에 전기장의 왜곡이 발생함을 확인하였으며, 이는 전극의 표면에 생성된 등전위선의 모양 자체가 원형이 아니기 때문임을 알 수 있었다. 또한 일정한 공간에 떠 있는 두 개의 전하 사이에는 전기장이 형성되며, 이것은 물이라는 매질을 통해서도 생성되는 점 또한 확인하였다.
7. 토의
본 실험의 목적은 등전위선을 plotting하고, 이를 통해 전기장을 확인하는 것이었다. 이를 통해 전기력선과 등전위선의 모양을 확인하였다. 이 과정에서 x-y point에 대한 전압측정이 이루어졌는데, 이 과정에서 지나치게 낮은 data resolution과 accuracy로 인하여 실제 plotting시에 데이터 보간을 실시하여야 했던 점은 아쉽게 평가된다. 이러한 점을 보완하기 위해 잉크젯 프린터와 비슷한 구조의 x-y plotting machine을 실험을 위해 고안하여 사용하였다면 보다 정확한 실험 결과를 얻을 수 있었을 것으로 사료된다.
또한 측정시의 probe각도 등의 각종 변인에 의해 측정전압이 변동되어 이에 따른 요동이 그래프에 반영된 것을 볼 수 있다. 이러한 것을 줄이기 위해서는 한 사람이 probe를 들고 같은 자세로 최대한 빠른 시간 내에 측정을 끝내야 할 것으로 보인다.
참고문헌
[1]박종윤 외, “이공학도를 위한 물리학 실험”, 성균관대학교 출판부, 2005.
부록 - Raw Experiment Data
활모양 전극
사각형 전극
직사각형 전극

키워드

물리실험,   결과,   등전위선,   등전위선측정,   전기장,   전기력선