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연세대학교 공학물리학및실험(2) 실험 축전기와전기용량

축전기와 전기용량2016135010 마수정공동실험자: 김호림2016. 10. 09Experiment1. 전압을 변화시키며 실험해당 전압마다 2번씩 측정하여 측정된 질량의 평균값을 기록했다. 실제로 측정된 질량 값은 전극 사이에 인력이 작용하므로 음의 값으로 나타났지만 기록 시에는 양의 값으로 변환시켜 적었다.fig1(pF=)(pF=)d (mm)V (kV)m (kg)F=mg (N)64-0.002050.020091.50675E-116-0.004320.0423361.4112E-118-0.008070.0790861.48286E-1110-0.012630.1237741.48529E-11평균1.47153E-11fig2(pF=)(pF=)d (mm)V (kV)m (kg)F=mg (N)64-0.001910.0187181.40385E-116-0.004430.0434141.44713E-118-0.007970.0781061.46449E-1110-0.012680.1242641.49117E-11평균1.45166E-11fig3(pF=)(pF=)d (mm)V (kV)m (kg)F=mg (N)64-0.001930.0189141.41855E-116-0.004410.0432181.4406E-118-0.008050.078891.47919E-1110-0.012740.1248521.49822E-11평균1.45914E-11이론값d (mm)r (m)60.0530.0088251.30165E-11오차%fig113.05091fig211.52473fig312.09944실험결과인가된 전압이 커질수록 전기용량이 증가했다. 이론적으로는 전압의 변화가 있어도 전기용량 C는 일정하다.오차분석오차는 약 11~ 13%의 오차율을 보였다. 이러한 오차의 원인으로는 온도의 변화가 있다. 전압을 가하면서 실험 기기의 온도가 변하게 되고, 저항의 경우 온도변화에 민감하기 때문에 위와 같은 오차가 발생했다. 그리고 실험 중 축전기 판을 정확히 일치시켜 놓아야 하는데, 이가 수작업으로 이루어지다 보니 오차가 발생할 우려가 있었다.Experiment 2. 전극사이 거리의 변화를 주며 실험해당 전압마다 2번씩 측정하여 측정된 질량의 평균값을 기록했다. 실제로 측정된 질량 값은 전극 사이에 인력이 작용하므로 음의 값으로 나타났지만 기록 시에는 양의 값으로 변환시켜 적었다.d(m)V(V)m(kg)F(N)C(pF)0.0068000-0.00822-0.00805-0.00797-0.008080.0791814.8470.0088000-0.00435-0.00431-0.00426-0.004310.0422110.551330.018000-0.00255-0.00272-0.00275-0.002670.02628.187083d(m)r(m)A(m^2)ε이론C(pF)0.0060.0530.008828.8513.009880.0080.0530.008828.859.7574130.010.0530.008828.857.80593d오차(%)0.00614.120930.0088.136590.014.882868결과분석그래프에서 볼 수 있듯이, 전기용량 C는 전극 간격의 역수 1/d에 비례함을 알 수 있었다.이는 극판의 거리가 멀수록 정전기 유도가 잘 일어나지 않기 때문이다.오차분석오차는 약 4~14%의 값을 가졌으며, 오차가 일어난 원인으로는 실험 중 미세한 전압의 변화를 들 수 있다. 또한 도체판 사이가 완전히 평행을 이루지 못했기 때문에 오차가 발생할 우려가 있었다. 또, 전하가 남지 않도록 방전 도구를 이용했으나 도체판 간격이 좁았기 때문에 완전히 전하를 없앨 수 없었다. 이러한 실험 과정에서 오차가 발생했을 것으로 추정된다.Experiment3. 전극 크기 변화 후, 전극 사이 거리 변화 실험전극의 면적 A를 변경하여 실험을 반복하였다.반경이 r=75mm 인 전극으로 교체했다. r=75mm전극 면적은 r=53mm 전극 면적의 2배이다. 따라서 이론적으로 전기용량이 2배가 된다.해당 전압마다 2번씩 측정하여 측정된 질량의 평균값을 기록했다. 실제로 측정된 질량 값은 전극 사이에 인력이 작용하므로 음의 값으로 나타났지만 기록 시에는 양의 값으로 변환시켜 적었다.d(m)V(V)m(kg)F(N)C(pF)0.00610000-0.0231-0.02341-0.0235-0.023340.228727.443920.00810000-0.01109-0.01118-0.01128-0.011180.109617.535470.0110000-0.00664-0.00651-0.00664-0.00660.0646512.92947d(m)r(m)A(m^2)ε이론C(pF)0.0060.0750.0176638.8526.052190.0080.0750.0176638.8519.539140.010.0750.0176638.8515.63131d실험값이론값오차(%)0.00627.4439226.052195.3420840.00817.5354719.5391410.254650.0112.9794715.6313116.96492Experiment3, 4의 결과를 비교하여, 극판의 면적과 전기용량의 관계를 확인했다.d(m)r=0.053 일때(2) C(pF)r=0.075일때(3) C(pF)(3)/(2)오차(이론; 전기용량 2배)0.00614.84726.052191.7547112.264460.00810.5513319.539141.851827.4091430.018.18708315.631311.909264.53676결과분석위의 표를 통해 Experiment 2, 3 의 결과를 비교한 결과, 어느 정도 오차는 있었으나 극판의 면적이 2배가 되었을 때 전기용량도 약 2배가 됨을 확인 할 수 있었다. 즉 극판의 면적과 전기용량은 비례함을 실험을 통해 알 수 있었다. 이는 전극의 면적이 넓어질수록 더 많은 전하를 저장할 수 있기 때문이다.오차분석약 4~ 12%의 오차가 발생했다. 오차의 원인으로는 전압의 미세한 변화, 도체판이 완전한 평행이 아님, 그리고 남아있는 방전도구로 미처 제거하지 못한 전하들 때문이라 생각되어진다.Experiment 4. 유전상수실험공기, 아크릴판, 유리판을 넣어 각각의 전기용량을 측정하였다. 반경이 r=75mm 인 전극 사이의 간격을 6mm 로 설정 한 후, 3mm 의 아크릴판 또는 유리판을 삽입하고 전기용량을 측정하였다. 전극의 전위차는 V=6kV이다.각각의 유전율을 이용해 이론적인 전기용량과의 값을 비교하였다.유전상수실험Dielectric substanced (mm)V (kV)m (kg)F=mg (N)(pF=)(pF=)only air66-0.3936-3.85728-1.28576acryl+air3+3-0.3569-3.49762-1.16587glass+air3+3-0.3508-3.43784-1.14595Dielectric substanced (mm)r (mm)유전상수only air60.0750.0176710.0029451acryl+air3+30.0176710.007542.56glass+air3+30.0176710.0164935.6오차Dielectric substance실험값이론값오차(%)only air1.44387E-112.60654E-1144.60601acryl+air1.16587E-106.67274E-1174.72176glass+air1.88813E-101.45966E-1029.3541결과분석전극 사이에 유전체를 삽입하였을 때 전기용량이 증가 하였다. 이것은 유전체 표면에 전하가 반대로 유도되어 축전기 표면에 더 많은 양의 전하를 유도하기 때문이다.

자연과학| 2016.12.26| 8페이지| 1,000원| 조회(1,186)

축전기, 연세대, 물리실험, 일반물리, 공학물리, 축전기와용량

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공학물리실험(2) 자기력 결과레포트

자기력2016. 10. 30Experiment 1. Force vs. Current실험결과전류를 0.5 A 단위로 증가시키면서 질량을 측정한 후, 힘을 계산하여 표에 기록하였다. 도선에 작용하는 힘은 측정된 질량값에 비례한다. (F=ma) 전류와 힘의 관계를 알아보았다.실험 1.Force vs. CurrentCurrent[A]Mass[kg]Force[N]0000.50.000050.0004910.000090.0008821.50.000140.00137220.000220.0021562.50.000270.00264630.000310.0030383.50.000350.0034340.000410.0040184.50.000470.00460650.000550.00539위의 실험결과를 갖고 전류-힘 그래프를 그렸다.결과분석전류와 자기력의 관계는 어떠한가? 도선에 흐르는 전류 의 변화는 자기력에 어떤 영향을 준다고 할 수 있는가?전류(current)란 한 지점에서 다른 지점으로 이동하는 전하의 흐름이다. 전류는 이동하는 전하의 속도를 사용하여 표현 가능하며 전하의 이동속도에 비례한다. 자기장은 전하의 이동속도, 전하에 비례하므로 전류가 커지면 자기력 또한 커진다고 할 수 있다.Experiment 2. Force vs. Length of current-carrying wire실험결과도선의 길이를 변화시키며 자기력을 측정한다. 도선의 길이와 자기력의 관계를 알아보았다전류는 2.0A로 일정하게 유지하였다.실험 2.Force vs. Length of current-carrying wireLength[m]Mass[kg]Force[N]0.0120.000220.0021560.0270.000430.0042140.0330.000580.0056840.0440.000840.0082320.0640.001250.012250.0840.001610.015778위의 실험결과를 가지고 도선의 길이와 힘에 관한 그래프를 그렸다.결과분석도선의 길이와 자기력의 관계는 어떠한가? 도선의 길이 의 변화는 자기력에 어떤 영향을 준다고 할 수 있는가?도선의 길이와 자기력은 비례한다. 단면적 A,길이 의 도선에서 도선의 부피는 이므로 이 도선은 총 의 전하를 포함한다. 자기력 이므로 전하의 집합이 커지면 자기력 또한 커지게 된다. 그러므로 도선의 길이가 늘어날수록 자기력이 늘어난다.Experiment 3. Force vs. Magnetic Field실험결과자석의 개수를 변화시키며 힘(자기력)을 측정하였다. 자기장의 세기가 자석의 개수에 비례하다고 가정하고, 자기장과 자기력의 관계를 알아보았다.실험 3.Force vs. Magnetic FieldNumber of magnetMass[kg]Force[N]1-0.00004-0.000392-0.00008-0.0007830.000140.0013724-0.00015-0.001475-0.00019-0.001866-0.00022-0.00216위의 실험결과를 가지고 자기장과 힘에 관한 그래프를 그렸다.결과분석자석의 개수와 자기력의 관계는 어떠한가? 자석의 개수는 전류가 흐르는 도선과 자기장 사이에 어떤 영향을 주는가? 자석의 개수와 자기장의 세기가 비례한다고 할 수 있는가?자석의 개수와 자기력은 비례한다. 자기장의 세기는 자기장에 수직한 단위 면적을 지나는 자기력선의 개수에 비례한다. 자석의 개수가 많아질수록 자기력선의 수가 늘어나므로 자기장의 세기 또한 커진다. 자기장의 세기가 강해지면 전류가 흐르는 도선 기판을 더욱 세게 잡아당길 것이다. 위에서 말했듯이 자석이 일정면적과 일정한 자기력선을 갖고 있다면 자기장의 세기도 그에 비례해서 커질 것이다. 그러므로 자석의 개수와 자기장의 세기가 비례한다고 할 수 있다.Experiment 4. Force vs. Angle실험결과자기장의 방향과 전류가 흐르는 도선의 방향 사이의 각도를 변화시키며 자기력을 측정하였다.전류는 1A로 설정하였다.실험 4.Force vs. AngleAngle[degree]Mass[kg]Force[N]Angle[degree]Mass[kg]Force[N]0-0.00005-0.000490-0.00001-0.0000985-0.00008-0.00078-5-0.00001-0.00009810-0.00012-0.00118-100.000010.00009815-0.00017-0.00167-150.000040.000039220-0.0002-0.00196-200.000060.00058825-0.00023-0.00225-250.000090.00088230-0.00026-0.00255-300.000150.0014735-0.00031-0.00304-350.000160.00156840-0.00034-0.00333-400.000180.00176445-0.00037-0.00363-450.000190.00186250-0.00038-0.00372-500.000220.00215655-0.00039-0.00382-550.000240.00235260-0.00042-0.00412-600.000260.00254865-0.00043-0.00421-650.000290.00284270-0.00044-0.00431-700.00030.0029475-0.00042-0.00412-750.000310.00303880-0.00043-0.00421-800.000320.00313685-0.00044-0.00431-850.000340.00333290-0.00045-0.00441-900.000330.003234위 실험결과를 가지고 자기장방향과 도선사이의 각도-자기력 그래프를 그렸다.결과분석각도와 자기력 사이의 관계는 어떠한가? 전류와 자기장 사이의 각도의 변화는 자기력에 어떠한 영향을 주는가? 자기력이 가장 큰 각도와 가장 작은 각도는 얼마인가?각도의 절댓값이 0~90의 범위 내에서 커질수록 자기력의 절댓값이 커졌다. 이론적으로는 전류와 자기장 사이의 각도가 수직일 때 가장 큰힘 을 받고, 평행일 때 힘을 받지 않는다. 위 실험결과에서는 자기력이 가장 큰 각도는 90°이고, 자기력이 가장 작은 각도는 0°이다.자기장이 도선에 수직이 아닌 각도만큼 비스듬하게 작용한다면, 도선에 수직인 자기장 성분 만 힘을 가하므로 도선과 자기장의 방향이 이루는 각을 이다. 즉 이다. 는 가 0°일 때 0이고, 90°일 때 1이며, 증가하는 함수이기 때문에 도선과 자기장의 방향이 이루는 각이 커지면 자기력도 커지게 된다. 이론적으로는 각도가 0°일 때 자기력도 0으로 나타나야 하지만, 실제 실험결과는 0으로 도출되지 않았다. 그 원인으로는 전자저울의 영점조절이 잘 안되었던 것에 있다. 영점조절을 완벽히 하려 했으나 어떤 이유에선지 0으로 맞춰지지 않았다. 아마 기기 자체의 오류라고 생각된다.참고문헌http://qna.scienceall.com/qna/cservice/question_detail.php?queId=26615&flag=1 Hyperlink "http://phya.yonsei.ac.kr/~phylab/" http://phya.yonsei.ac.kr/~phylab/

자연과학| 2016.12.26| 6페이지| 1,000원| 조회(167)

실험, 물리실험, 일반물리, 자기력, 결과레포트, 공학물리, 물리결과레포트, 결렢

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기독교와세계문화 독후감 땅콩박사

‘땅콩박사’를 읽고..흑인 땅콩박사땅콩박사. 그의 어머니 메리는 흑인 노예였고, 그녀는 노예상인에게 잡혀가 행방을 모르게 되었다. 그는 카버부부의 양자로 들어가게 된다. 당시 1864년 남북전쟁 이후는 흑인에 대한 차별이 사람들의 인식 속에 크게 자리하고 있었던 때이다. 그리고 그도 그런 차별을 일생 겪으며 살았다. 흑인 모두가 차별에 대해 분노하고 시위했다.그가 어두운 역사 속에서 더욱 빛나는 건, 진정 자신이 할 수 있는 일을 했다는 것이다. 그는 땅콩을 연구하고 또 연구해서 농업이 주였던 남부의 경제를 살렸으며, 세상에 도움이 되는 많은 땅콩 발명품을 발명했다. 그러나 이 뿐만이 아니다. 그는 흑인에 대한 인식 자체를 바꾼 최초의 사람이었다. 사람의 인식과 관념을 바꾸기가 얼마나 어려운가. 그는 흑인 노예들, 다르다는 이유로 눈빛이나 편견을 받으며 살아가는 사람들의 자유를 찾아준 사람들 중 하나이다. 아직도 세상에는 다르다며 누군가를 무시하고 상처 주는 사람들이 존재한다.얼마 전, 번화가를 걷는데 독거노인분들에게 한 달에 만원씩 기부하자는 권유를 받았다. 모금함에 만원 한 장을 넣으며 아르바이트를 구하면 그 때 하겠다하며 거절했다. 나도 타인에게 무심하다는 생각이 들어 부끄러워졌다. 그의 삶을 보고 다른 이를 위한 삶이 얼마나 가치 있는가를 새삼 느꼈다. 한 달에 만원이면 하루에 고작 300원인데, 실천해야겠다.농학자 땅콩박사학문적으로 뛰어나기만 하면 위대한 학자라고 할 수 있을까? 나의 개인적인 생각은 그렇지 않다. 학자는 연구하는 목적을 생각해야 한다. 세상은 수많은 톱니바퀴가 맞물려 돌아가서, 하나의 변화도 크나큰 역사로 남겨질 수 있다. 새로운 것을 탐구하는 사람들은 어떻게 세상이 흘러갈지 항시 고민해봐야 한다고 생각한다. 카버는 그런 사람이었다. 흑인에 대한 사회적인 억압 속에서 그처럼 심지 굳게 바른 길을 걷기란 참 힘들 것이다. 그 역시 차별에 분노와 슬픔을 느꼇다. 그는 항상 무지와 가난을 벗어날 동족을 위해 무얼 할 수 있을지 고민했다. 동족의 자유를 위해 그가 행했던 연구는 오늘도 우리 곁에 있는 많은 생필품을 탄생시켰고, 결국에는 세상을 바꿀 수 있었다. 흑인의 인식을 바꾸고, 세상을 위한 그는 진정한 과학자라고 생각한다.또 카버는 다음과 같은 말을 했다.“꿈과 열정이 있으면 최고가 될 수 있다. 내가 못하는 열 가지를 보지 말고 내가 잘할 수 있는 한 가지에 집중하면 내가 될 수 있는 최고가 될 수 있다.”지금 나에게 너무도 와닿는 말이다. 막상 대학에 와 학과 공부도 생각과 다르고, 순수천문학자가 되기는 열악하고, 나보다 훨씬 뛰어난 친구들도 많고, 물리도 고등학교 때 공부하지 않았던 나에게는 많은 것이 너무도 버겁다. 진정한 천문학공부는 아직 걸음마 단계지만 벌써부터 흔들리는데, 내가 과연 이 분야에 능력이 있을까 의문이 든다. 누가 지금 ‘이 분야에서 최고가 될 수 있어?’라고 물어보면 바로 YES라고 대답하지 못할 것 같다. 사실 어릴 때부터 만화를 그리고 싶었는데 어머니 아버지가, 선생님이 하라는 대로 살아왔다. 마음속에서 우러나오는 꿈을 이루며 살아야 행복하다는 것은 알고 있는데, 관성이란 게 있어서 실천하기가 참 어렵다.하지만 카버의 일생을 읽어보니 지금이야말로 실천해야겠다고 느꼈다. 그래야만 한번 사는 인생, 빛날 수 있는 것이다. 그렇다고 우주에 흥미가 없는 것은 아니다. 아직은 난 무지의 상태이다. 시간이 흘러야 깨닫는 것도 있어서, 대학까지는 우주도 공부하고, 만화도 그려보고, 여러 가지를 할 것이다. 그래서 내가 진정 원하는 꿈을 찾고 싶다. 항상 말 뿐이었는데, 이번 방학에는 꼭 포토샵과 일러스트레이터를 배우고, 콘티를 짤 것이다.기독교인 땅콩박사그는 독실한 기독교인이었다. 땅콩 수확물이 넘쳐나 땅콩값이 폭락했을 때, 그는 어떤 기분이었을까? 분명 너무도 절망적이었을 것이다. 농부들의 괴로움의 원인 속에 자신이 있었으니까. 그런데도 그는 다시, 또다시 일어설 수 있었다. 고민하는 그에게 그를 격려하고 연구를 계속하라는 하나님의 목소리가 들렸다고 한다. 정말로 신께서 고난을 겪고 있는 그에게 조언해주신 걸까? 비종교인인 나로서는 도저히 이해할 수 없다. 잘은 모르지만 그의 강한 신념과 긍정적인 의지에서 들린 것은 아닐까. 분명히 종교는 사람에게 측정할 수 없을 정도의 강한, 긍정적인 힘을 준다. 그는 그 신념을 다시 발받침으로 삼아 땅콩을 이용한 수많은 발명품을 발명한다. 또 그는 이러한 말을 했다고 한다. “성공, 돈, 명예는 관심이 없습니다. 하나님이 저를 필요로하는 곳에 갈 뿐입니다.”

독후감/창작| 2016.12.26| 2페이지| 1,000원| 조회(151)

기독교, 기현사, 기독교와현대사회, 기세문, 기독교와세계문화, 민경식

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