A+)일반물리실험2 전하와 전기력 실험 결과보고서

소개글

일반물리실험2 보고서입니다.
사진, 그래프 모두 활용했고, 디스커션 부분에 오차 원인 모두 분석해 기재하였습니다.
작성 시간 8시간, A+ 받았습니다.
원리 설명 다 해놔서 참고하기에 적절합니다.

목차

1. Abstract
(1) 실험 목적
(2) 실험 원리

2. Data and Results
(1) 고전압 전선 끝에 모여 있는 전하들
(2) 도체 구에 모여 있는 전하들

3. Discussion

4. Reference

본문내용

(1) 고전압 전원(high-voltage source)에 6V 어댑터를 연결하고 전원 스위치를 누른 후, output 스위치를 누르면 약 4000 V의 전위차가 발생된다. 붉은 전선에는 약 +4000 V가, 검은 전선에는 0 V가 걸린다. 전위 0　V인 전극을 GND(ground, 접지)라고 부른다.

가정용 220V 전원의 양 전극을 손으로 잡으면 매우 위험하며 생명을 잃을 수도 있다. 그러나 이 전원이 만들어내는 4000V 전위차는 따끔할 뿐 사람에게 큰 해를 주지는 않는다. 왜 그럴까?

- 내부에 큰 저항을 설치하여 최대 전류가 0.2 mA로 제한되기 때문이다. 도대체 얼마나 큰 저항을 설치해서 4000v나 되는 전위차가 사람에게 해를 주지 않는지 궁금하여, 옴의 법칙을 사용해 저항의 크기를 계산해보았다.

< 중 략 >

(2) 두 전선을 서로 1 mm 이내로 가까이 가져가보라. 무슨 일이 생기는가? 두 전선 사이의 공간을 지나 이동하는 것은 ‘무엇’일까? 그 ‘무엇’은 어느 극에서 어느 극으로 움직이는가? ‘그것’의 이동이 왜 빛을 만들어 내는가?

- 두 전선을 아주 가까이 가져가보았더니, ‘지지직’ 소리와 함께 흰색 바탕에 테두리가 하늘색인 빛(전기 스파크)이 발생하였다. 전기스파크는 전위차가 다른 두 회로가 만나는 경우, 저항이 0에 가까운 상태에서 발생한다고 한다. 이를 옴의 법칙으로 생각해보았다. V=IR에서, 저항 없이 그냥 만나게 되면, 전류가 무한대로 흐를 것이고, 전자가 공기 중의 이온과 충돌하여 빛을 내는 것이다. 즉, 붉은 전선에는 약 +4000 V가, 검은 전선에는 0 V가 걸리는데, 이때 전위차가 존재하게 되고, 이로 인한 자유 전자의 이동 때문에 빛이 발생하는 것이다. 또, 일반적으로 전기회로에서 전자의 흐름은 음극(-)에서 양극(+)으로 진행한다고 알려져 있는데, 실험 영상을 아주 느리게 자세히 관찰해보니 실제로도 검정색 전선에서 빨간색 전선으로 빛이 만들어져 이동하였다.

참고 자료

Richard Wolfson, 심경무 외 옮김, 『핵심물리학 4판』, 청문각, 2020, 436-437p.
doopedia백과사전, http://www.doopedia.co.kr/doopedia/master/master.do?_method=view&MAS_IDX=101013000712884, 검색일: 2020.9.21.
사이언스올, https://www.scienceall.com/%ec%a0%88%ec%97%b0%ed%8c%8c%ea%b4%b4/, 검색일: 2020.9.21.
KERI 한국전기연구원, https://www.keri.re.kr/_prog/_board/?code=sub0505&mode=V&no=4971&upr_ntt_no=4966&site_dvs_cd=kr&menu_dvs_cd=0505, 검색일: 2020.9.22.
doopedia백과사전, http://www.doopedia.co.kr/doopedia/master/master.do?_method=view&MAS_IDX=101013000858623, 검색일: 2020.9.21.