고전압측정

소개

물리학 실험 A+ 보고서

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없음

본문내용

고전압 측정
1. 실험목적
정도의 고전압을 측정해보고, 고전압에 의한 금속구와 극판 사이 인력을 측정한다. 공기 중 방전과 임계전압을 관찰한다.
2. 측정
① 극판에 걸린 전압에 따른 구에 작용하는 힘을 측정한다.
② 극판과 구 사이의 거리에 따른 힘의 변화를 관찰한다.
③ 전기장 분포와 충전되는 도체 구에 유도되는 전하량을 계산한다.
④ 공기 중에서 방전 현상을 관찰하고, 공기의 임계 전압을 측정한다.
3. 실험방법
3.1. 실험장치
① DMM(Digital multimeter) : 전압, 전류, 저항 등을 측정하는 기기로, 아날로그 입력신호를 디지털 입력신호로 바꿔 출력한다.
② 금속구 : 실험에 사용되는 금속구는 전체가 금속이 아니라, 탁구공을 구리 foil로 감싼 구이다. 즉 속이 빈 금속구이다.
③ Lab Jack : 높이를 조절할 수 있는 받침대로, 본 실험에선 금속판과 구 사이 거리를 조절하는데 사용된다. (Fig.2)


중략-

. 결론
금속구와 극판 사이에 걸어주는 전위차를 변화시키면서 금속구에 작용하는 인력의 크기를 조사하였다. 인력의 크기는 전위차의 제곱에 비례한다는 것이 실험을 통해 밝혀졌고, 이를 image charge method를 써서 이론적으로도 입증하였다.
구와 극판 사이 거리를 변화시키면서 금속구에 작용하는 인력의 크기 측정도 해 보았는데, 거리가 멀어질수록 인력이 작아졌다. 직관적으로도 거리가 멀어질수록 인력이 작아질 것이라 생각할 수 있다.
7. Supplement
※ 실험데이터와 계산 결과

참고자료

· [1] David J. Griffiths, Introduction to Electrodynamics, 3rd. ed. Pearson
· [2] Edward M. Purcell, Electricity and Magnetism, 2nd. ed. McGraw-Hill
· [3] 고전압측정 매뉴얼.hwp
· [4] Bispherical coord: http://en.wikipedia.org/wiki/Bispherical_coordinates