물리 · 전기·자기 / 원리와 탐구
전하와 전기장 실험 해설
전기장은 공간의 각 지점에서 양의 시험전하가 받을 힘의 방향을 알려줍니다. 두 점전하의 부호·크기·위치를 바꾸고 시험전하를 옮기며 전기장을 비교해 보세요. 거리 변화에 따른 세기와 여러 전하가 만드는 벡터의 합을 구분하여 읽는 실험입니다.
어떤 원리인가요?
거리 2배에서 장은 1/4이고, 전기장은 벡터로 중첩돼요.
핵심 관계
E = Σ kq r⃗ / |r⃗|³ · F⃗ = qₜE⃗
이렇게 관찰해 보세요
- 격자의 화살표는 양의 시험전하가 받는 장의 방향이에요. 초록 점의 힘은 시험전하 부호에 따라 반전돼요. 화살표 길이는 로그 축척이에요.
- 기준 조건 버튼을 누르고 실행한 뒤 측정값을 각각 기록해요.
- 전기장은 근원 전하가 정해요. 시험전하의 부호는 힘 방향만 바꿔요.
결과를 읽는 기준
같은 크기의 양전하 둘 사이 정중앙의 합성 전기장은?
방향이 반대인 같은 크기 벡터를 더하면 0 N/C예요.
모형의 범위와 한계
정지 점전하의 진공 모형이에요. 전하 중심 반경 0.15 m 안에서는 분모를 제한해 발산을 막아요. 이 영역의 수치는 점전하 법칙의 검증에 쓰지 않아요. 시험전하의 역작용은 생략해요.