소개글
"아주대 물리학실험2 패러데이 실험"에 대한 내용입니다.
목차
1. 마찰에 의한 정전기 유도 현상
1.1. 마찰판의 전하량과 얼음통 내부 금속통에 유도된 전하량
1.2. 접지 후에도 구 B에 남아있는 전하
1.3. 구 A의 왼편에 분포하는 전하
2. 실험 과정 및 결과
2.1. 실험 1: 유도된 전하와 접촉에 의해 생성된 전하
2.2. 실험 2: 물체에 따른 정전기 서열
2.3. 실험 3: 도체 구의 표면전하밀도 측정
3. 실험 결과 및 고찰
3.1. 마찰에 의해 대전된 전하의 거동
3.2. 접지 후에도 남아있는 잔류 정전기
3.3. 고전압에 의한 도체 간 전하 분포
4. 참고 문헌
본문내용
1. 마찰에 의한 정전기 유도 현상
1.1. 마찰판의 전하량과 얼음통 내부 금속통에 유도된 전하량
마찰판의 전하량과 얼음통 내부 금속통에 유도된 전하량은 다음과 같다.
실험 1의 결과에 따르면, 백색 마찰판의 경우 약 13V 정도 양의 전하로 대전되었고, 청색 마찰판의 경우 약 -15V 정도 음의 전하로 대전되었음을 알 수 있다. 마찰판을 얼음통에서 뺐을 때는 전위계가 0V를 나타냈는데, 이를 통해 두 마찰판이 서로 반대 극성의 전하로 대전되었음을 알 수 있다.
마찰판을 얼음통 내부에 접촉시키지 않고 넣었을 때, 얼음통의 내부 금속통은 마찰판과 서로 반대 극성의 전하를 띠고 유도에 의해 대전되었다. 마찰판의 대전 전하량과 유사한 크기의 전하가 얼음통 내부 금속통에 유도되었음을 알 수 있다.
마찰판을 얼음통에 접촉시켜 넣었을 때와 꺼냈을 때의 전압 차이는 백색 마찰판의 경우 약 1V~5V, 청색 마찰판의 경우 약 1V 정도였다. 이를 통해 내부 금속통에 유도된 전하량이 마찰판에 대전된 전하량과 유사함을 알 수 있다.
또한 마찰판을 꺼냈을 때의 전압과 접지 후 막대를 넣었을 때의 전압 합이 마찰판을 넣었을 때의 전압과 유사한 것으로 보아, 전체 전하량은 변하지 않고 보존되었음을 알 수 있다.
1.2. 접지 후에도 구 B에 남아있는 전하
구 B에 접지 후에도 전하가 남아있는 이유는 구 A에 1000V의 고전압이 인가되었기 때문이다. 구 A에 가해진 고전압으로 인해 구 B의 전자들이 재분포되어 구 B의 왼쪽 부분에 음의 전하가 집중되었기 때문이다. 실험 3의 결과에 따르면, 구 B를 접지시킨 후에도 구 B의 왼쪽 부분에서 –6.3C의 음의 전하가 측정되었다. 이는 구 A의 양전하 분포로 인해 구 B 내부의 전하들이 재배치되어 구 B의 왼쪽에 음전하가 몰려있기 때문이다. 구 A와 가까운 구 B의 왼쪽 부분이 가장 큰 음전하를 띠고, 구 A와 멀리 떨어진 구 B의 오른쪽 부분으로 갈수록 전하량이 적어지는 것을 확인할 수 있다. 이처럼 구 B는 접지된 상태라도 구 A의 고전압 영향으로 인해 완전히 중성이 되지 않고 일부 전하가 남아있게 되는 것이다.
1.3. 구 A의 왼편에 분포하는 전하
구 A에는 고전압인 1000V가 인가되어 있기 때문에 전체적으로 양의 전하를 띠고 있다. 이에 따라 구...
참고 자료
아주대학교, 『물리학실험』, 아주대학교출판부(2018), p107-p114
Serway & Jewett, 『대학물리학Ⅱ』, 북스힐(2017), p570-p576
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