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[자연과학][전기전자 보고서] 쿨롱의 법칙

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작성일18-05-04 23:35

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여기서 힘 F의 단위는 뉴튼(N), 거리 r은 미터(m), 전하 q1, q2는 쿨롱(C)이다. (2000v~12000v)
8) 전압을 넣은 후 측정(測定) 된 질량을 처음 미세하게 측정(測定) 된 질량과의 차이로 기록한다.

2) 오차의 원인(原因)

측정(測定) 의(定義) 한계
육안으로 관측하는 것인 만큼 극판사이의 거
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다.
2kv
4kv
6kv
8kv
10kv
12kv
1.0cm
93.61664
96.64034
96.53914
96.52606
96.57545
96.59049
1.5cm
99.35522
98.46646
97.83615
97.61091
97.3336
97.19413
2.0cm
98.40416
96.80832
96.73578
97.03099
97.02269
97.0078
2.5cm
97.44666
97.08189
96.16998
96.85742
96.88616
96.88405
평균(average)오차 97%를 기록하였다.

전하량 이며 (c는 전기용량), 로 나타낼 수 있다아
(A는 금속판의 단면적, d는 축전기 사이의 거리)
여기서 일 U는 으로 나타낼 수 있으며 일을 나타내는 에 대입하여
이고 F에 관한 식은 가 된다된다.

4. 분석 및 토의

1) 실험 데이터 분석

힘(F)으로 측정(測定) 된 데이터는 다음과 같다. (1cm~2.5cm)
3) 금속판을 저울에서 내려놓은 후 저울의 전원을 켠다. U에 을 대입하고 c에 를
대입하여 원하는 이론값 를 얻는다.
실험값은 에 저울의 측정(測定) 질량을 대입함으로써 얻어진다.

2. 실험 방법

1) 저울의 밑 부분 받침대를 조절하여 수평이 되도록 수평계를 맞춘다.
4) 전압을 공급하는 금속막대를 방전시킨다.
7) 저울을 밀폐시키고 금속판에 전압을 출력한다. 최소 질량변화는 극판사이의 거리가 가장 멀었던 0.025m에서 최소전압 2kv일 때 나타났으며, 최대 질량변화는 극판사이의 거리가 가장 가까운 0.01m에서 최대전압 12kv일 때 나타났다. 는 유전율을 의미하며, 는 원주율을 의미한다.

2kv
4kv
6kv
8kv
10kv
12kv
1.0cm
0.0031278
0.0125113
0.…(skip) 0281506
0.0500455
0.0781961
0.1126025
1.5cm
0.0013901
0.0055606
0.0125113
0.0222424
0.0347538
0.0500455
2.0cm
0.0007819
0.0031278
0.0070376
0.0125113
0.xxx5490
0.0281506
2.5cm
0.0005004
0.0020xxx
0.0045041
0.0080072
0.0125113
0.xxxxxx4


각각의 거리/전압에 대한 힘의 그래프를 보면 극판사이의 거리가 늘어날수록 힘의 크기는 점점 감소하였고(즉, 극판과 힘은 서로 반비례). 극판의 전압이 커질수록 힘의 크기는 점점 커졌다.
오차데이터는 다음과 같이 계산되었다. 쿨롱의 법칙에 의한 두 전하 q1, q2 사이에 작용하는 전기력(F)은 다음과 같이 표시된다된다.
9) 거리와 전압을 조절해가며 실험을 반복한다.



설명
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[전기전자 보고서] 쿨롱의 법칙

목적: 극판에 전압을 넣어 극판사이의 거리와 힘의 관계, 극판의 전압과 힘의 관계를 그래프로 확인한다. 실험데이터와 이론값 사이의 값이 엄청나게 차이가 큰 것으로 보아 실험방법에 있어서 잘못된 방법이 꽤나 많았던 것으로 생각한다.
2) 저울에 올려져 있는 금속판과 금속판 사이의 거리를 조절한다.(전하량과 힘은 비례)

극판사이의 거리와 전압에 따른 질량변화는 최소 0.002g에서 최대 0.337g이었다.

1. 실험 이론

쿨롱의 법칙

쿨롱의 법칙은 만유인력과 같이 거리제곱에 반비례하는 힘이지만, 전하의 극성에 따라 인력 혹은 척력이 작용된다된다.
5) 용기버튼을 누른 후 미세하게 측정(測定) 되는 질량을 측정(測定) 한다.
4) 저울에 금속판을 올려놓은 후 저울의 용기버튼을 눌러 영점을 맞춘다.
로 표현되는 비례상수 값은 다음과 같다.

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