방전 오류 없는 금속박 검전기 개발 (Development of a Discharge-Free Leaf Electroscope)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 67권 / 2호 / 202 ~ 210페이지
· 저자명 : 이소연, 김중복

초록

금속박 검전기는 중등학교와 기초물리실험에서 정전기 교육을 위해 필수적인 도구이다. 금속박 검전기에 대전된 물체를 접촉하면 금속박 검전기는 대전된 물체와 같은 극성의 전기로 대전되며 금속박은 척력에 의해 벌어지게 된다. 그러나 대전체의 전하량이 많은 경우에 대전체를 검전기에 접촉시키지 않고 가까이 가기만 하거나 접촉하였을 때 대전체의 전하와 반대 극성으로 검전기가 대전되는 오류가 발생한다. 이는 금속박 끝 쪽으로 몰린 전하들의 밀도가 너무 커서 공기 중으로 방전이 일어나기 때문이다. 이 문제를 해결하기 위해서는 기존에 사용되고 있는 금속박만큼 가볍고 유연하되 더 큰 전기용량을 가진 금속박으로 대체함으로써 가능하다. 유전체인 폴리에스테르 호일의 한쪽 면에 전도체가 입혀진 박을 사용함으로써 전기 용량을 키울 수가 있었다. 유전체 금속박은 손으로 잡고 원하는 모양으로 자를 수 있어, 방전이 일어나기 쉬운 박의 날카로운 끝부분을 둥근 모양이 되게 하였다.

영어초록

A leaf electroscope is used in middle school, high school, and introductory college physics laboratories to teach electrostatic forces effectively. The leaf electroscope should be charged with the same polarity as a charged object when the charged object is touched: then, the metal leaves should spread apart due to repulsion. However, in some cases, polarities of opposite sign occur due to a discharge into air. This problem can be solved by replacing the leaf of aluminum foil by a leaf of another material that has a larger capacitance and is light and flexible. A conductor coated on a dielectric material film is very suitable for this purpose. In addition, sharp edges where the electric field is strong can be removed by rounding the ends of the leaves.

참고자료

· 없음