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쿨롱의 법칙
1.목적
-평행판 극판을 사용하여 직접적으로 쿨롱의 힘을 측정하여 쿨롱의 법칙을 이해한다.
2.실험원리
-쿨롱법칙 실험장치의 축전지를 대전시켜 두 극판 사이의 대전 관계에 따라 나타나는 힘을 저울에 나타나는 질량과 두 극판사이의 거리를 이용해 쿨롱의 힘을 측정한다.
-전기에 관한 쿨롱의 법칙은 균일한 매질(媒質) 속에서 떨어져 정지해 있는 2개의 점전하(點電荷) 사이에 작용하는 힘은 그것들을 잇는 직선에 따라 작용하고, 그 힘의 크기는 전하의 곱에 비례하며 전하 사이의 거리의 제곱에 반비례한다는 것이다.
♣ 쿨롱의 법칙
-전기력 f는 전하간의 거리 r 의 제곱에 반비례.
-전기력 f는 전하의 크기에 비례.
-서로 다른 종류의 전하끼리는 흡인력 작용.
-같은 종류의 전하끼리는 반발력이 작용.
2) 쿨롱의 법칙 계산
두 개의 전하 q1[c],-q2[c]가 거리 r만큼 떨어져 있을 때 작용하는 힘을 f[n]이라하면
① 두 전하에 작용하는 전기력 f는 ② 의 의미는?
매질의 종류에 의해 정해지는 비례상수.
진공 또는 자유 공간에서 값을 갖는다.
의 차원을 가진다.
③ 의 의미는?
매질의 유전율(permitivity)로서.
의 차원을 가진다.
: 유전율(매질이 진공일 때)
: 비유전율(진공 유전율에 대한 매질의 유전율이 가지는 상대적인 비)
진공 중에서 비유전율 , 공기 중에서 이지만 진공 중과 같다고 간주.
④ 진공의 유전율 ⑤ 진공 중에서 전기력 f
⑥ 일반적인 매질에서 비유전율()를 고려할 때 전기력 f
* 유전율(permittivity : varepsilon )
유전율이란 유전체(dielectric material), 즉 부도체의 전기적인 특성을 나타내는 중요한 특성 값이다. 유전율은 dc전류에 대한 전기적 특성을 나타내는 것이 아니라 ac전류, 특히 교류전자기파의 특성과 직접적인 관련이 있다
평소에 너저분한 방향으로 각자 흩어져있던-moment 성분은 외부에서 걸린 전자계의 교류변화에 맞추어 정렬된다. 이렇듯 외부의 전자계의 변화에 대해 물질 내부의-moment 가 얼마나 민감하게 잘 반응(정렬)되느냐의 정도를 유전율이라고 표현할 수 있다 (이하 생략)
