물리실험보고서 - 쿨롱의 법칙

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물리실험보고서 - 쿨롱의 법칙에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

유전상수를 곱해주면 된다.
따라서 이다. 여기서 진공의 유전율은이다. 인다. κ에 대해서 정리하면 이 된다. 여기에 나와있는 값들을 대입하면 유전상수를 구할 수 있다..
하지만 여기에는 몇 가지 문제점이 있다. 우선 진공의 유전율을 바로 위 식에 대입하는 것에는 무리가 있다. 왜냐하면 실험에서 구한 진공(실제로는 공기중)의 유전율 자체가 실제값과는 상당한 차이를 보이기 때문이다. 유전상수의 정의가 유전체의 유전율과 진공의 유전율의 비이므로 실험에서 구한 진공의 유전율을 사용하는 것이 더 신뢰할 수 있는 값이 나올 것이라고 생각된다. 실제로 계산해본 결과 후자의 방법이 더 정확한 값이 나왔다.
또 극판의 넓이 A를 모르기 때문에 유전상수를 구하기 위해서 약간 갑접적인 방법을 이용했다. F∝m∝V2/d2 이므로 이다.
따라서κ=ε/εo=md2Vo2/modo2V2이다. 이 때 계산의 간편성을 위해서 do=5mm인 실험결과를 선택해서 바로 위의 식에 대입한 것이 유전상수이다. 이렇게 해서 구한 유전상수는 오차가 있기는 하지만 비교적 참값에 가까운 결과가 나왔다. 유전상수를 구하는 실험은 처음 두 실험과는 달리 오차가 많이 나왔다. 그 원인은 상당히 많다.
전기용량을 구하기 위해서는 판의 넓이를 알아야 한다. 하지만 우리 조의 실험에서는 유전체 판의 넓이를 측정하지 않았다. 또한 콘덴서 판은 원판이고 유전체 판은 직사각형 모양일 뿐만 아니라 크기까지 작아서 콘덴서 판을 다 덮지 못했다. 그래서 실제로는 콘덴서 판 사이를 유전체로만 채운 것이 아니라 공기와 함께 채운 것이된다. 이때 유전체는 공기와 병렬로 연결되어 있을 뿐만 아니라 직렬로도 연결되어 있다. 왜냐하면 거리를 유전체의 두께보다 약간 멀게 잡았기 때문이다. 이러한 이유로 실제 콘덴서 판의 전기용량을 정확히 구하는 것은 상당히 힘들다. 그리고 전기용량은 물체의 기하학적 구조에도 영향을 받는데 이 번 실험의 경우 물체가 평면을 이루어야한다. 하지만 아크릴판의 경우 육안으로 확인했을 때도 상당히 휘어져 있어서 정확한 평행판축전기를 이루지 못했다. 이상의 여러 원인 때문에 오차가 많이 발생하기는 했지만 대체로 실제 유전상수에 가까운 값이 나와서 실험 결과는 비교적 만족스러웠다.
이 번 실험을 통해서 쿨롱의 법칙을 간접적으로 확인해 볼 수 있었다. 하지만 시간이 부족해서 유전체를 병렬과 직렬로 연결해서 실험을 해 보지는 못해서 그 점이 아쉬운 점으로 남았다.

키워드

쿨롱의 법칙,   전하와 전하사이,   전하