마찰에 의하여 유도된 정전기의 양과 극성을 Faraday 얼음통으로 측정하여 마찰전기의 특성을 이해한다. 도체들의 전위와 배치에 따라 도체 표면에 분포하는 표면전하의 밀도를 Faraday 얼음통으로 측정하여 정전기 유도 현상을 ,이해한다.
정전기는 분포가 시간적으로 변화하지 않는 전하 및 그 전하에 의한 전기 현상으로 마찰 전기 따위에서 볼 수 있다. 같은 종류의 전하사이에는 척력이 작용하고, 다른 종류의 전하 사이에는 인력이 작용한다. 패러데이의 얼음통 실험으로 이런 전하의 성질을 이용하여 전하분포를 확인한다. 전하 발생기를 패러데이 얼음통 내부에 접촉시키면 전하 발생기의 정전기가 패러데이 얼음통으로 이동하는 원리를 이용한다.
실험 방법
Part 1 : 컴퓨터 셋업
1) Science Workshop 인터페이스를 컴퓨터에 연결하고, 컴퓨터와 인터페이스를 켠다.
2) 전하센서를 인터페이스의 아날로그 센서 A에 연결한다.
3) 케이블 조합을 센서의 BNC포트에 연결한다. BNC 포트 상의 핀과 케이블 끝의 커넥터를 정렬한다 케넥터를 포트 위로 밀고 클릭이위치할 때까지 커넥터를 약 1/4 정도 시계 방향으로 돌린다.
4) DataStudio 프로그램을 실행시킨 후, Open activity를 클릭하여 C:/DataStudio/Physics/P29 Charge.ds 파일을 연다.
5) DataStudio 파일에는 워크북 화면이 있다. 워크북에서 사용 설명을 읽어라. 파일에는 그래프 그림과 미터 그림이 있다. 데이터 기록은 초당 10 samples로 설정한다.
Part 2 : 센서 교정과 장비 셋업
1) 화면 상단에 잇는 메뉴 중 Setup을 클릭하여 Sensor가 잘 연결되어있는지 확인한다.
2) 패러데이 얼음통을 사용한 실험을 시작하기 전에, 손으로 통의 안과 바깥을 건드려 통을 접지시킨다.
3) 두 개의 선이 연결된 집게를 안쪽 통에 설치하고 하나의 선이 연결된 집게를 바깥쪽 통에 설치한다.
Part 3 : A - 데이터 기록 전하 발생기의 극성을 정하라
1) 얼음통(Faraday Ice Pail)을 접지하고 전하 센서의 ‘ZERO’ 버튼을 클릭하여 센서의 전하가 모두 방전되게 한다.
2) 데이터 기록을 시작한다.
3) 전하 발생기의 파란 표면과 하얀 표면을 몇 번 세게 문지른다.
4) 하얀 전하 발생기의 표면을 안쪽 통에 닫지 않게 넣었다가 뺀다.
5) 잠시 뒤 데이터 기록을 중단한다.
Part 3 : B - 데이터 기록 하얀 전하 발생기의 전하
1) 얼음통(Faraday Ice Pail)을 접지하고 전하 센서의 ‘ZERO’ 버튼을 클릭하여 센서의 전하가 모두 방전되게한다.
2) 데이터 기록을 시작한다.
3) 전하 발생기의 파란 표면과 하얀 표면을 몇 번 세게 문지른다.
4) 파란 전하 발생기의 표면을 안쪽 통에 닫지 않게 넣었다가 뺀다.
5) 잠시 뒤 데이터 기록을 중단한다.
Part 3 : C - 데이터 기록 파란 전하 발생기의 전하
1) 얼음통(Faraday Ice Pail)을 접지하고 전하 센서의 ‘ZERO’ 버튼을 클릭하여 센서의 전하가 모두 방전되게한다.
2) 데이터 기록을 시작한다.
3) 전하 발생기의 파란 표면과 하얀 표면을 몇 번 세게 문지른다.
4) 하얀 전하 발생기의 표면을 안쪽 통에 닿은 후 뺀다.
5) 잠시 뒤 데이터 기록을 중단한다.
Part 3 : D - 데이터 기록 유도된 전하
1) 얼음통(Faraday Ice Pail)을 접지하고 전하 센서의 ‘ZERO’ 버튼을 클릭하여 센서의 전하가 모두 방전되게한다.
2) 데이터 기록을 시작한다.
3) 전하 발생기의 파란 표면과 하얀 표면을 몇 번 세게 문지른다.
4) 파란 전하 발생기의 표면을 안쪽 통에 닿은 후 뺀다.
5) 잠시 뒤 데이터 기록을 중단한다.
6) 얼음통을 접지하고 센서를 0으로 한 뒤 파란 전하 발생기를 사용하여 위의 과정을 반복한다
[일반물리학실험]정전기 전하 레포트
1. 실험 목적 가. 마찰에 의하여 유도된 정전기의 양과 극성을 Faraday 얼음통으로 측정하여 마찰전기의 특성을 이해한다. 도체들의 전위와 배치에 따라 도체 표면에 분포하는 표면전하의 밀도를 F
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