일반물리학실험 | 전하 측정

 

 

 

TIP

 

 

1. 우리는 일상생활에서 다양한 대전 현상을 관찰하게 된다. 예를 들어 건조기에서 꺼낸 옷들이 달라붙는 현상과 건조한 날 풍선을 머리에 대고 비비면 머리카락이 풍선을 따라 붙는 것을 볼 수 있다.
2. 이 밖에 다양한 대전 현상들이 주위에서 일어나고 있는데, 이렇게 접촉과 유도에 의해서 물체를 대전시키고 그 전하를 측정하여 결과를 비교해본다.

 

 

 

도체, 부도체, 반도체

1. 도체 : 일부 전자들이 물질 내부에서 잘 움직이기 때문에 전류가 잘 흐른다. ex) 구리, 철, 금, 은 등 모든 금속들

 

2. 부도체 : 모든 전자들이 원자핵 주변에 속박되어 있기 때문에 전류가 거의 흐르지 않는다. ex) 나무, 돌, 유리, 플라스틱 등

 

3 .반도체 : 온도, 불순물 등 외부 조건에 따라 마음대로 움직이는 전자가 생기기도 하고 없어 지기도 한다.

ex) 실리콘(Si), 저마늄(Ge), 갈륨비소(GaAs) 등

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실험 방법

1. 실험 과정

1) 전하 발생 막대 두 개를 문질러서 각각 대전되게 만들고 전하 센서를 통해서 두 물체의 대전된 부호를 확인한다.

 

2)  페러데이 통을 접지시켜 센서의 전기를 초기화 한다.

 

3)  두 막대를 각각 페러데이 통에 접촉 시켜서 전하 센서를 통해 그래프 화면을 관찰한다.

 

4)  또한 전하 유도 실험을 하기 위해 페러데이 통을 건드리지 않도록 조심하면서 막대를 통 속으로 내린 후 손가락으로 패러데이 통을 일시적으로 접지하고 그래프 화면을 관찰한다.

 

2. 데이터 수집 실험

1)  전하 발생 막대의 전하 부호 결정

① DataStudio , P29 Charege를 연다.

② 센서에 연결되어 있는 케이블 끝의 악어 클립을 패러데이 통의 안쪽과 바깥쪽 망에 연결한 다.

③ 안쪽 통과 바깥쪽 통을 동시에 손가락을 접촉하여서 접지한다. (모든 실험은 패러데이 통을 일시적으로 접지한 후 실험을 시행한다.)

④ 패러데이 통을 접지하고 전하 센서의 ‘ZERO’ 단추를 누러 센서의 전기를 초기화한다.

⑤ DataStudio 화면의 ‘Start’를 클릭하여 기록을 시작한다.

⑥ 파란색과 흰색 표면의 막대를 여러 번 서로 가볍게 문지른다.

⑦ 패러데이 통을 건드리지 않도록 조심하면서 흰색 막대를 통 속으로 내려뜨리면서 ‘Meter’와 ‘Graph’ 화면을 관찰한다.

⑧ 흰색 막대를 끌어올린 후, 패러데이 통을 건드리지 않도록 조심하면서 이번에는 파란색 막대를 통 속으로 내려뜨리면서 ‘Meter’와 ‘Graph’ 화면을 관찰한다.

⑨ ‘Stop’ 단추를 클릭하여 기록을 멈춘다.

 

2)  흰색 막대의 전하 실험

① 위 실험 1)의 ①∼③을 반복한다.

② 흰색 막대를 통 속으로 내려뜨려서 막대의 흰색 표면으로 패러데이 통의 안쪽 망을 문지른 후 막대를 끌어올려 치워둔다. ‘Meter’와 ‘Graph’ 화면을 관찰한다.

③ ‘Stop’ 단추를 클릭하여 기록을 멈춘다.

 

3)  파란색 막대의 전하 실험

① 파란색 막대를 사용하여 위 실험 2)의 ①∼③을 반복한다.

 

4)  전하 유도 실험

① 패러데이 통을 접지하고 전하 센서의 ‘ZERO’ 단추를 눌러 센서의 전기를 초기화한다.

② DataStudio 화면의 ‘Start’를 클릭하여 기록을 시작한다.

③ 파란색과 흰색 표면의 막대를 여러 번 서로 가볍게 문지른다.

④ 패러데이 통을 건드리지 않도록 조심하면서 흰색 막대를 통 속으로 내려뜨린다.

⑤ 흰색 막대를 여전히 통 속에 둔 채 한 손가락으로 패러데이 통을 일시적으로 접지하고 ‘Meter’와 ‘Graph’ 화면을 관찰한다.

⑥ 접지한 손가락을 떼고 흰색 막대도 끌어올려 치워둔다.

⑦ ‘Stop’ 단추를 클릭하여 기록을 멈춘다.

⑧ 파란색 막대를 사용하여 ①∼⑦의 과정을 반복한다.

 

3. 실험의 조건

패러데이 통은 접지되어있어야 한다. 마찬가지로 대전체도 실험 후 접지시킨다.

 

 

 

[일반물리학실험]전하 측정 레포트