[실험] 전기 용량과 유전율 측정
![[실험] 전기 용량과 유전율 측정-1](http://images.happyhaksul.com/thumb/385/384466-0001.gif)
![[실험] 전기 용량과 유전율 측정-2](http://images.happyhaksul.com/thumb/385/384466-0002.gif)
![[실험] 전기 용량과 유전율 측정-3](http://images.happyhaksul.com/thumb/385/384466-0003.gif)
![[실험] 전기 용량과 유전율 측정-4](http://images.happyhaksul.com/thumb/385/384466-0004.gif)
![[실험] 전기 용량과 유전율 측정-5](http://images.happyhaksul.com/thumb/385/384466-0005.gif)
분야
hwp2. 장치, 기구
3. 이론
(1) 전기 용량 측정
(2) 유전율 측정
4. 실험방법
(1) 전기 용량 측정
(2) 유전율 측정
(3) 함수 발생기 (Function generator) 사용법
※ 전기용량 [電氣容量, electric capacity]
※ 유전율 [誘電率, permittivity]
콘덴서 또는 절연된 도체가 전하를 저장하는 능력을 나타내는 양. 경전기용량 또는 커패시턴스라고도 한다. 콘덴서의 극판 사이에 전압을 걸면 양극판 위에는 전압에 비례한 전하가 저장된다. 극판 사이의 전압을 V(V), 양극판 위의 전하를 ±Q(C)라 하고 위에 말한 비례관계를 Q=CV로 나타낼 때, 비례상수 C를 콘덴서의 전기용량이라 한다. 즉 1V의 전압을 걸었을 때에 극판에 대전하는 전기량이 전기용량이다. 전기용량이 클수록 콘덴서의 능력이 커진다. 위의 관계에서 알 수 있듯이 전기용량의 단위는 C/V인데 이것을 패럿(F)이라 한다. 실용적으로는 이 단위가 너무 크므로 μF=10-6F, pF=10-12F 등이 쓰인다. 평행판 콘덴서의 전기용량은 극판의 면적에 비례하고, 극판 사이의 간격에 반비례한다. 또 극판 사이에 유전체(誘電體)를 끼우면 유전율에 비례하여 전기용량이 증가한다. 절연된 도체의 전기용량을 정의하는 데는 상술한 비례관계의 V로서, 그 도체와 무한원(無限遠) 사이의 전위차를 이용한다. 즉 절연된 도체의 전기용량이란 그 도체와 무한원에 있는 가상적인 도체가 하나의 콘덴서를 만든다고 할 때의 그 콘덴서의 용량이다. 도체가 구(球)일 때, 그 전기용량은 반지름에 비례하여 증대한다.
※ 유전율 [誘電率, permittivity]
전속밀도(電束密度)와 전기장의 비. 보통의 유전체, 즉 상유전체에서 전속밀도 D는 전기장 E에 대해 D=εε0E와 같이 비례한다. 비례계수 εε0은 절대유전율이다. 여기서 ε0은 진공에서의 유전율이고, ε은 이 유전체의 절대유전율 ε을 기준으로 하여 표시하는 비유전율(dielectric constant) 또는 유전상수인데, 보통 ε을 단순히 유전율이라고 한다. 특수한 유전체인 강유전체(결정에 한한다)에서 D와 E의 관계는 이력곡선(履歷曲線)으로 표시되는 복잡한 것이므로 유전율 ε은 εε0=dD/dE(d는 미분기호)의 미분계수로 정의된다. 또한 이 미분은 이력곡선상의 어느 위치에서 실시되는지를 명기해야만 한다. 보통은 E=0에서의 유전율, 즉 초유전율을 단순히 유전율이라 한다. 전속밀도 D, 전기장 E는 모두 벡터이므로 유전율 ε은 결정유전체에서는 2계(二階)의 대칭텐서이며, 등방성유전체에서는 스칼라이다. 기체의 ε은 항상 1에 가장 가깝다.
