등전위선

1. 실험의 목적

전기장이 형성된 도체판 위에서 전극의 형태에 따른 등전위선의 모양을 그리고 이로부터 전기장의 방향을 얻어본다 공간적으로 장이 형성되는 모양을 확장하여 생각해보고 우리가 살고 있는 실제 공간에 무수히 얽힌 전기장 및 자기장 등에 관한 관계들을 알아본다.

2. 실험의 원리

정전기학에서의 중요한 발견은 모든 전하를 띤 물체는 주변에 영향을 미치는 영역을 형성한다는 사실이다. 이 영역 안에 다른 전하가 들어오면 그 전하는 두 전하들의 부호에 따라 당기거나 밀치는 힘을 받게 된다. 의 전하를 가진 물체가 형성하는 힘의 장을 그려보기 위하여서는 어떤 시험전하 가 필요하다. 힘의 장은 백터장이기 때문에 공간의 모든 점에서 크기와 방향을 갖는다. 시험전하 로 그려낸 힘의 장 모양이 그림 1(a)에 보여져 있다. 이러한 힘의 장을 그려내는 데는 한가지 문제가 있는데 그것은 실험에 사용된 시험전하 의 크기에 따라 달라지기 때문이다. 이러한 문제는 전기력을 그리는 대신

와 같이 정의되는 전기장을 그리면 해결된다. 전기장도 역시 벡터장으로서 그 크기는 점전하 Q의 경우, 다음과 같이 주어진다. 즉,

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