[일반물리학실험] 축전기 전기용량 예비 및 결과보고서- 캐패시터(capacitor, 축전기)와 캐패시턴스(capacitance, 전기용량), 축전기의 전하, 전압, 전기용량 간의 관계, 평행판 축전기(캐패시터)의 자기장 형성

소개글

축전기 (캐패시터)와 전기용량 (캐패시턴스)에 대한 내용을 담은 레포트입니다. 교수님께 칭찬받은 자료이구요, 축전기와 전기용량, 평행판 축전기, 거리와 전하, 전압에 따른 전기용량 등에 대한 내용을 담고 있습니다. 스캔이 된 부분이 있으니, 그 부분을 잘 보시기 위해서 레포트에 설명해드린 대로 보시면 될 것 같습니다. 참고하시어 좋은 성적 거두시길 바랍니다.^^

목차

1. 실험제목
2. 실험목적
3. 참고자료
4. 실험과정
5. 측정값 (실험결과)
6. 데이터 분석
7. 토의
8. 참고문헌

본문내용

1. 실험제목: 축전기와 전기용량

2. 실험목적
축전기의 전하(Q)와 전압(V), 전기용량(C) 간의 관계를 고찰하고, 평행판 축전기 내부에 균일한 전기장이 형성되는지에 대하여 알아보도록 한다.

3. 참고자료

1) 축전기(Capacitor)란?: 전하를 저장하는 장치를 축전기(Capacitor)라 하며, 과거에는 “콘덴서(Condenser)"라 부르기도 하였다.

2) 전기용량 (Capacitance: C) 이란?: 주어진 전위(V)에서 물체가 저장할 수 있는 전하량(Q)의 모든 물리적 특성을 전기용량이라 한다.

3) 전기용량의 단위: V/C 이고 패럿 (farad: F)이라 부른다........

[실험2. 전극표면의 표면전하 밀도의 분포]

-> 양극판의 경우, 음극판보다 다소 높은 전압이 측정되었으며 (절대치), 안쪽 면에서는 전반적으로 고른 전압을 나타내다가 R 값이 최대에 이르는 부분(1.0R)에서 전압이 증가하였고, 바깥쪽 면의 전위는 상대적으로 낮거나 0인 수준을 나타내다가, 1.0R 되는 부근에서 큰 폭으로 전압이 증가 하였다.
음극판의 경우, 전압의 절대치가 양극판보다 낮게 측정이 되었으며, 양극판과 마찬가지로, 1.0R 되는 부근에서 전압이 상승하는 것을 관찰할 수 있었다.........

<질문1> 전하와 함께 전위가 변하는 이유는 무엇인가?

-> 축전기에서 전기용량과 전위와의 관계는 다음과 같다. “C=Q/V", 즉, ”V=Q/C" 라는 식으로 바꾸어 쓸 수 있는데, 전압은 전기용량에는 반비례하지만, 전하량에는 비례하는 특성을 수식으로부터 알 수 있다. 두 개의 금속 평행판에 전압을 가하면, (+) 극판에 양전하가, (-) 극판에 음전하가 형성된다. 여기서 1000V로 대전된 구에 증면판.......

<질문2> 극판 내부의 전하밀도는 위치에 따라 어떻게 변하는가? 극판 사이의 전기장에 대해 어떤 해석을 할 수 있는가? 또한 극판 바깥의 전하밀도에 대해서도 논해 보시오.

-> 평행판 축전기에서 전기장은 평행판 사이에서 발생한다. 양극판은 양의 전하로, 음극판은 음의 전하로 대전이 되어 있는데 여기서전하는 마주보는 면에 집중되기 때문에 (+)에서 (-)쪽으로 전기장이 형성되게 된다. 바깥쪽 면에서....

<질문3> 축전기의 전하량 Q가 축전기판의 전위차 V에 비례한다고 볼 수 있는가?

--> 이 실험에서는 다른 조건 (A,d)은 일정하게 유지한 채로, V 값만 변화시켰다. 따라서 V 값에만 영향을 받게 되는데.....

<질문4> 실험 4)의 데이터 분석으로부터 평행판 축전기의 전기용량의 식 “C=ɛ0*(A/d)"는 측정한 d의 범위에서 얼마나 잘 적용되는가?

-> 이 실험에서는 다른 조건 (Q, A)는 일정하게 유지한 채로 d 값을 변화시킴에 따라 변하게 되는 V의 변화를 관찰할 수 있었다. 거리가 늘어감에 따라.....

참고 자료

-. 제목: 물리학실험 제 7판, 출판사: 아주대학교 출판부, 저자: 아주대학교 물리학실험실, 참고페이지: 실험 22-축전기와 전기용량
-. 제목: Physics calculus, 출판사: 청문각, 저자: Eugene Hecht, 참고페이지: 513~522
-. 제목: 일반 물리학 실험, 출판사: 한국물리학회, 청문각, 2003년