반응형 일반물리학실험 | 열의 일당량 TIP 전류가 흘러 도선에서 발생된 열량을 측정하여 열의 일당량을 측정한다. 에너지 보존법칙은 에너지의 형태가 변화될 수 있으나 그 때의 에너지양은 변화되지 않음을 의미한다. 이러한 이유로 역학적 에너지는 열에너지로 열에너지는 역학적 에너지로 변화시킬 수 있다. 이 경우 1㎉의 열량이 몇 Joule에 해당하는가를 열의 일당량이라 한다. 따라서, 일 W와 열량 Q사이에는 W=JQ ······ (1) 의 관계가 성립하며 이 때 J가 열의 일당량이다. 한편, 저항 R의 저항선에 전류 I가 t초 동안 흐르면 열을 발생시키는데 이때 사용된 전기에너지는 W = I2Rt = VIt(J) ······ (2) 이다. 전기 에너지에 의해 발생된 열은 열량계 속의 물과 용기의 온도를 T1에서 T2로 상승시키며 이 열량 Q는.. Engineering/물리학 2021. 4. 3. 일반화학실험 | 요오드화칼륨 수용액과 황산구리 수용액의 전기분해 TIP 요오드화칼륨 수용액과 황산구리 수용액을 전기분해 할 수 있다. 전기 분해 1) 전해질 용액에 전극을 담그고 직류 전류를 흘려 주면 용액 속의 이온들이 각각 반대 전하를 띤 전극 쪽으로 이동하여 산화 ・ 환원 반응을 일으키는 현상 2) (-)극에서의 반응 : 양이온이 전자를 받아 환원반응이 일어남. 수소보다 반응성이 큰 금속의 양이온을 포함하는 경우, 환원성이 더 큰 수소 기체가 발생한다. 물보다 환원성이 작은 금속의 양이온을 포함하는 경우에는 금속이 석출된다. 3) (+)극에서의 반응 : 음이온이 전자를 내놓아 산화반응이 일어남. 물보다 산화 전위가 작은 음이온들을 포함하는 경우, 산소기체가 발생한다. 물보다 산화 전위가 큰 요오드화 이온은 요오드로 석출된다. 4) 요오드화칼륨 수용액의 전기분해 .. Chemistry/일반화학 2020. 12. 20. 일반물리학실험 | 세차 운동 TIP 토크와 각운동량을 이해하고, 자이로스코프의 세차운동과 장동운동을 관찰한다. 세차운동 연직축에 대하여 약간 기울어진 팽이의 축이 비틀거리며 회전하는 운동을 말한다. 회전체의 온각운동량벡터에 대해 아주 약한 외력의 모멘트가 수직으로 작용하여 생긴다. 천문학적으로는 지구의 자전축이 황도면의 축에 대하여 2만 5920년을 주기로 회전하는 운동과, 인공위성의 공전궤도면의 축이 지구의 자전축에 대하여 회전하는 운동 등이 있다. 이 때문에 천구상의 적도면과 인공위성의 공전궤도면의 교점은 적도를 따라 서쪽으로 이동한다. 이동하는 양은 지구적도 부분의 부푼 정도에 따라 결정된다. 세차운동은 종종 팽이 운동에 비유된다 . 팽이의 중심에 작용하는 지구의 중력과 축의 밑 끝에서 팽이를 버티게 하는 항력의 두 힘이 작용.. Engineering/물리학 2020. 11. 20. 일반물리학실험 | 솔레노이드 내부의 자기장 측정 TIP 1. 전류가 흐르는 솔레노이드의 내부에 형성되는 자기장을 측정함으로써, 전류가 흐르는 도선은 그 주위에 자기장을 생성한다는 것을 확인한다. 2. 자기장 내에서 전류가 흐르는 도선은 자기력을 받는다는 것을 확인하고, 이를 통해 자기력을 이해한다. 솔레노이드 내부에 ㄷ자형 도선을 가진 전류천칭을 넣고 솔레노이드와 전류천칭에 직류전류를 공급한다. 그러면, 솔레노이드에 흐르는 전류는 그 내부에 균일한 자기장을 형성하고,전류천칭에 흐르는 전류는 솔레노이드의 자기장에 내에 놓인 전류도선이 되어 자기력을 받아 천칭의 회전축을 대하여 회전하게 된다. 이때, 천칭이 회전하지 않도록 천칭의 한쪽에 분동을 올려놓으면, 분동의 중력에 의한 토크와 전류도선에 작용하는 자기력에 의한 토크는 회전평행을 이루게 된다. 이러한.. Engineering/물리학 2020. 8. 14. 일반물리학실험 | 교류 회로에서의 축전기와 유도기 TIP 교류 회로에서 축전기와 유도기의 역할을 알아보고, 축전기 또는 유도기가 있을 때 전압과 전류의 위상차를 알아본다. 교류 회로교류 전기를 공급하는 교류 전원과 회로 소자들로 구성된다. 교류 전원의 출력은 사인파 모양이며 시간에 따라 다음과 같이 변화한다. 이 때 v는 순간 전압, Vmax는 교류 전원의 최대 전압, f는 진동수이다. 순수 저항 회로에서 전류와 전압은 시간에 따라 동일하게 변하기 때문에 서로 보조를 맞춘다. 전류와 전압이 동시에 최댓값에 도달하므로 전류와 전압은 위상이 같다고 한다. 축전기가 있는 교류회로에서는 전류와 전압이 동일하게 변하지 않는다. 축전기 양단에 전압이 걸리면, 교류 전압은 전류가 최댓값에 도달하고 시간이 약간 지나서 최댓값에 도달한다. 이 때 걸리는 시간은 1/4주.. Engineering/물리학 2020. 7. 20. 일반물리학실험 | 모터와 발전기 모터는 원형이나 사각형의 코일에 전류를 흘려 보내줌으로써 자기장이 형성되고 양 쪽에 부착된 자석과의 인력으로 인해 이동하고 또 전류의 방향을 바꿈으로써 원래 가려던 방향의 자석과 척력이 작용하고 반대쪽의 자석과 인력이 작용하여 코일이 이동한다. 이것을 반복하면서 코일을 회전시키는 것인데 이때 전류의 방향을 계속 바꿔주어야 하므로 교류를 써야한다. 발전기는 전자기 유도 법칙에 의해서 자기장이 변화할 때 전류가 생기고 자속의 변화가 증가할 때 전류의 세기가 증가한다. 킥보드의 바퀴나 버스카드를 예로 들 수 있다. [일반물리학실험] 모터와 발전기 레포트 1. 실험 이론 및 원리 1.1. 실험 배경 모터는 원형이나 사각형의 코일에 전류를 흘려 보내줌으로써 자기장이 형성되고 양 쪽에 부착된 자석과의 인력으로 인해.. Engineering/물리학 2020. 7. 3. 일반물리학실험 | 회전운동에 의한 구심력의 측정 TIP 일정한 각속력으로 원 운동하는 물체에 작용하는 구심력을 측정하여, 이 힘의 크기가 회전반경과 회전속도와 어떤 관계인지 알아본다. 구심력 원운동하는 물체의 가속도가 원의 중심을 향하는데, 가속도의 방향과 힘의 방향이 같으므로 원운동하는 물체에 작용하는 힘도 원의 중심을 향한다. 이처럼 물체를 원운동 하게 만드는 힘을 구심력이라고 한다. 원운동에서 가속도의 크기는 이므로 구심력의 크기는 이 된다. 원운동을 하는 모든 물체에는 구심력이 작용한다. 구심력이 작용하지 않는 원운동은 없다. 이러한 구심력의 역할 을 하는 힘에는 실의 장력, 마찰력, 만유인력, 전기력이 있다. 먼저, 물체를 실에 매달아 원 운동시킬 때 구심력이 실의 장력이다. 만약 실을 끊으면 구심력인 실의 장력이 사라지므로 원운동을 할 수 .. Engineering/물리학 2020. 5. 27. 일반물리학실험 | 전류계 만들기 TIP 전류에 의해 만들어지는 자기장을 이해하고, 이를 이용해서 전류계를 만들어본다. 제작이 끝나고 나면 전류계의 정확도를 측정하여 그에 따른 점수를 준다. 전류 고리가 만드는 전기장 1. 목표 1) 전류의 크기에 따라 나침반의 회전각이 얼마가 될지 예측하여 나침반 뚜껑을 열고 바닥에 전류값 눈금을 표시한 종이를 삽입한다. (50, 100, 500 mA 눈금이 반드시 포함되어야 한다.) 2) 본 실험에서는 종이를 밑에 깔고 측정했다. 3) 에나멜 도선의 길이나 감는 방법은 각 조가 스스로 정해야 한다. 주의: 에나멜 선의 경우 구리 전선의 표면을 에나멜 막이 싸고 있어 다른 전선과 연결하기 위해서는 칼이나 라이터 등으로 에나멜 막을 벗겨내야 한다. 2. 평가 전류계 제작이 끝나면 직류 전원을 이용해 50.. Engineering/물리학 2020. 4. 6. 일반물리학실험 | 탄젠트 검류계 - 암페어의 법칙 TIP 1. 탄젠트 검류계의 특성을 이용하여 Ampere의 법칙을 알 수 있다. 2. 직선도선, 원형선 및 솔레노이드 코일에 전류가 흐를 때 도선주위의 자기장의 세기를 측정하여 이론적인 자기장 분포곡선과 일치하는가를 알아보고 암페어의 법칙 및 비오-사바르의 법칙이 성립하는가를 확인한다. 탄젠트 검류계에서는 코일에 의해서 생긴 자기장과 지구자기장의 수평성분의 합이 코일 중심에 있는 나침반에 의하여 관측된다. 따라서 자침의 회전각에 의해 코일의 전류를 알아낼 수 있다. 본 실험기기는 코일 감은수 10, 20, 40 Turn의 실험을 할 수 있다. 실험 방법 1. 실험 과정 1) 자침의 북극이 0°가 되게 탄젠트 검류계를 배치한다. 2) 코일 면이 동서방향이 되게 배치한다. 3) 탄젠트검류계, 직류전원, 멀티.. Engineering/물리학 2019. 11. 15. 생활화학실험 | 숯 전지 만들기 숯 전지의 원리 모터를 연결한 전선의 한쪽은 숯에, 다른 한쪽은 알루미늄 포일에 연결하니, 모터가 작동하였다. 숯과 포화상태의 소금물로 전지없이 모터가 작동한 원리는 NaCl수용액내에 존재하는 이온과 이온이 각각 (-)극과 (+)극으로 끌려가면서 생기는 현상이다. 여기에서 전자를 주고 받는 과정에서 전류가 흐르게 되고 일정 방향으로 계속 흐르는 직류전원이므로 모터가 작동할 수 있는 것이다. 실험 방법 1. 숯 전지 1) 소금과 물을 섞어 포화상태로 만든다. 모터와 프로펠러를 연결한다. 2) 숯에 키친타올을 두르고 소금물을 키친타올이 충분히 적셔질 때까지 부은 후 알루미늄 호일을 숯에 두른다. 3) 전선한쪽은 숯에 연결하고, 다른 쪽은 알루미늄 호일을 연결한다. 4) 모터와 전선을 연결한다. 5) 모터가 .. Chemistry/일반화학 2019. 11. 8. 일반물리학실험 | 전류가 흐르는 도선 주위의 자기장 측정 TIP 1. 솔레노이드 코일에 전류가 흐를 때, 발생하는 자기장의 세기를 측정하여 이론적인 자기장 분포 곡선과 일치하는가를 알아보고 암페어의 법칙 및 비오-사바르의 법칙이 성립하는 지를 확인한다. 2. 전류가 흐르는 솔레노이드 코일에 발생하는 자기장의 세기를 측정하여 공기의 투자율 값을 직접 구해본다. 비오-사바르 법칙 움직이는 전하가 자기장을 형성한다. 비오-사바르 법칙이란 움직이는 전하가 만드는 자기장을 정량적으로 나타낸 내용이다. 19세기 초 프랑스의 과학자 장 바티스트 비오와 펠릭스 사바르는 전류요소 ids가 만드는 자기장은 아래와 같이 서술했다. 위의 식에서 ds는 도선을 따라 흐르는 전류의 진행 방향인 미분 길이 ds의 벡터이고, r은 전류요소에서 자기장이 형성된 한 점까지의 위치벡터이다. 특.. Engineering/물리학 2019. 11. 7. 일반물리학실험 | 홀 효과(Hall Effect) TIP 1. 금속이나 반도체에 전류를 흐르게 하는 전하운반자가 무엇인지 또한 그것의 전하밀도가 얼마인지를 판별하는 실험이다. n형 혹은 p형 Si 반도체의 비저항, 전하운반자의 농도 및 이동도 등을 알아볼 수 있다. 2. 자기장 속에서 운동하는 전하가 받는 자기력에 의해 나타나는 Hall 효과 현상을 확인하고 전압을 측정한다. Hall 효과를 이용하여 p-Ge 반도체 시료의 전하 운반체, 이동도, 에너지 띠 간격 등을 알아본다. 홀 효과(Hall Effect) Hall 이란 사람이 전류가 흐르는 도선이 자석에 의해 힘을 받는 것을 알고서 도선 전체가 힘을 받는 것인지 아니면 도선 내의 전자(전류)만이 힘을 받는 것인지 알고 싶어 했다. 그는 후자가 맞을 것이란 생각에 ‘만약 고정된 도선 내의 전류 자신이.. Engineering/물리학 2019. 10. 20. 일반물리학실험 | 직선도선과 원형도선에서의 자기장 TIP 도선(원형도선, 직선도선)에 전류가 흐를 때 생성되는 자기장을 이해하고 이론적 값과 실험값을 비교한다. 암페어의 법칙 전류가 흐르고 있는 도체 주위에는 자계가 발생하며, 자계의 방향을 오른 나사의 회전 방향으로 잡으면 전류의 방향은 그 나사의 진행 방향이 된다는 것을 설명한 법칙이다. 직선도선에서의 자기장 직선도선에 전류 I가 흐를 때 그 도선 주위에 생기는 자기장을 B라고 하면 암페어 법칙에 의해 ∮Bdl =I이고 따라서 도선으로부터 거리 r 되는 지점의 자기장은 다음과 같이 주어진다. B(r) = I/(2πr) 여기서는 진공 중에서 투자율이고 = 4π×10e-7(T·m/A)이다. 원형도선에서의 자기장 반경R의 원형도선에 전류 I가 흐를 때, 중심축위의 임의의 점 P에서 자기장의 세기 B는 비오.. Engineering/물리학 2019. 10. 9. 일반물리학실험 | 직선도선의 자기장 TIP 1. 무한 직선 도선에 흐르는 전류가 자기장을 형성하는 방식에 대해 알아본다. 2. 무한 직선도선에서 전류와 자기장의 세기 사이의 관계에 대해 알아본다. 3. 도선(원형도선, 직선도선)에 전류가 흐를 때 생성되는 자기장을 이해하고 이론적 값과 실험값을 비교한다. 암페어의 법칙 전류가 흐르고 있는 도체 주위에는 자계가 발생하며, 자계의 방향을 오른 나사의 회전 방향으로 잡으 면 전류의 방향은 그 나사의 진행 방향이 된다는 것을 설명한 법칙이다. 직선도선에서의 자기장 직선도선에 전류 I가 흐를 때 그 도선 주위에 생기는 자기장을 B라고 하면 암페어 법 칙에 의해 ∮Bdl = I이고 따라서 도선으로부터 거리 r 되는 지점의 자기장은 다음과 같이 주어진다. B(r) = I/(2πr) 여기서는 진공 중에서.. Engineering/물리학 2019. 10. 5. 이전 1 2 다음 반응형