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반응 속도 실험

http://blog.naver.com/bluedevil24?Redirect=Log&logNo=60018745543화학반응 속도내용요약 :실험 2. 화학반응 속도1. 실험 목표화학반응속도는 농도, 온도, 촉매의 영향을 받는다. 그러므로 농도변화에 따른 반응속도를 측정함으로써 반응속도상수와 반응차수를 결정할 수 있다.2. 원리화학반응에 있어서 화학반응의 속도를 정확히 알아내고, 이 반응 속도에 영향을 미칠 수 있는 요인들을 정확하게 알아내는 것 또한 화학에 있어서 매우 중요한 문제 중의 하나이다. 화학 반응의 속도는 온도와 농도에 매우 민감하고, 기체의 반응에 있어서는 압력에 의해 영향을 받는다. 또 이번 실험에서와 같이 촉매의 영향도 매우 크다.아레니우스는 분자가 충돌하여 반응하려면 충분히 “활성화” 되어야 한다고 생각하여 활성화에너지라는 개념을 만들어 내었다. 이 개념을 두 분자가 충돌하여 일어나는 반응에 적용하여 설명하면 다음과 같다. 반응을 할 두개의 분자가 반응경로를 따라 서로 접근하면 이들 내에 있는 결합이 원래 안정한 형태에서 변형이 일어나기 때문에 반응물의 위치에너지가 증가하게 된다. 이때 반응경로상 가장 불안정한 위치에너지를 가질 때의 반응물을 “활성화된 착물”이라 부르거나 반응물이 “전이상태에 있다”라고 부른다. 이러한 활성화된 착물과 초기 반응물의 위치에너지 차이를 활성화에너지라 부른다. 그러므로 초기 반응물의 운동에너지가 활성화에너지보다 크지 않으면 반응이 일어날 수 없게 된다. 다시말하면 활성화에너지가 클수록 반응속도는 느려지게 된다.반응 속도는 aA + bB ---> cC + dD의 반응에서 생성물질이 시간에 따라 얼마나 만들어지는가, 또는 반응물질이 얼마나 소모 되는가로 표현할 수 있으며 다음과 같이 쓸 수 있다.이러한 반응 속도는 반응물질이나 생성물질의 농도가 시간에 따라 어떻게 변하는가를 직접 측정해서 결정한다.간단한 반응의 경우 반응속도는 반응 물질의 농도에 의존하기 때문에 다음과 같은 속도식으로 표현 할 수 있다.v = k[A]m[B]n여기서 k는 속도상수이고, m과 n은 반응차수라고 한다. 반응차수는 반응이 두 분자의 충돌로 반응이 일어나는 것과 같이 단순히 하나의 경로를 통하고 활성화된 착물이 하나일 경우 화학량론적 상수와 연결되어 정수로 표현될 수 있지만 일반적인 반응의 경우 반응은 여러 단계를 거치면서 일어나기 때문에 반응차수는 정수가 되지 않을 수 있다.이 실험은 초기 농도를 변화시키면서 반응 속도를 측정함으로써 반응 차수를 구하는 실험이다. 이 실험에서는 촉매의 존재하에 과산화수소(H2O2)가 물과 산소로 분해되는 과정의 속도를 측정한다.K2Cr2O72H2O2 -----> 2H2O + O2이 반응은 상온에서 매우 느리므로 반응을 돕기 위한 촉매를 사용하여 반응의 속도를 촉진시킨다.1번의 경우,반응속도를 계산 하는데에는 반응식이 아무런 의미가 없습니다.반응속도는 충돌이론에 의한 정의로서A + B --------> PV = d[P]/dt = -d[A]/dt = -d[B]/dt시간의 변화에 따라서 생성물의 농도 변화, 또는 반응물의 농도 변화 입니다.A,B의 경우 반응물이기 때문에 시간에 따라서 농도가 감소하므로 앞에 (-)를 표기한 것이지요.."이것은 반응물의 농도에 비례한다."그래서V = d[P]/dt = k[A][B]여기서 k는 비례상수인데, 깊이 들어가면,충돌빈도, 입체배향 등 확률적인 요소와 활성화에너지와 온도등 열적 요소로 이루어 진 것이 k입니다.그러므로, 산소의 발생량과 발생하는동안 소요된 시간으로써도충분히 속도를 알수가 있지요..V = 2.0ml/25.23s = 7.9171 x 10^(-4) ml/s2번의 경우,V = k[H2O2]^m[KI]^n 에서 m,n,k에 대해 정의하라고 하셨는데,여기서 m과 n은 반응식의 차수 입니다.H2O2 ㅡ> H2O + 1/2 O22H2O2 ---> 2H2O + O2그러므로 V = d[O2]/dt = k[H2O2]^2 x [KI]^n ------------------- 1식,이렇게 되겠지요..즉, m = 2가 되고,n의 경우, 위의 실험결과에서 계산해 보면, 과산화 수소수 보다 1/3mol이 소요된 것 계산이 되니깐,(0.15M KI 10ml명, 0.0015mol의 KI소요.., 반면 3% H2O2 5ml는 0.15g, 0.0045mol, KI:H2O2=1:3) n=2/3이번결과에서 나온, V = 7.9171 x 10^(-4)

자연과학| 2009.04.03| 3페이지| 1,000원| 조회(304)

반응속도, 반응, 속도

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수정주의 와 한국 현대사

한국전쟁의 기원에 관한 연구는 1970년대 후반 이후 활발히 전개되었다. 한국전쟁의 기원에 대해서는 대체로 3가지로 나뉘어져 계속되어 왔는데 공산주의자들이 세계공산화의 일환으로 스탈린이 명령하고 모택동이 지원하여 김일성이 집행한 전쟁으로 보는 전통주의 학설과 냉전의 기원을 미국에서 찾고 있는 수정주의 학설, 그리고 80년대 들어와 전통주의와 수정주의 입장을 떠나 민족자주와 민족통일을 위한 전단계로서 한국전쟁을 새롭게 해석하려는 제 3의 시각이 대두되고 있다. 이는 종합주의 시각으로 볼 수 있다.★전통주의적 해석>>전통주의적 해석은 한국전쟁발발부터 제시되어 냉전시기 미국의 영향력 아래 있던 국가들에서 정설로 받아졌던 것으로 (한국전쟁 발발 당시 서방이 가졌던 인식은 전통주의적 시각이 전적으로 지배적이었다. 이 때 서방은, 특히 미국은 한국전쟁을 스탈린의 전쟁으로 이해했다.) 한국전쟁을은 소련 공산당 서기장이며 수상이었던 스탈린이 주도하여 일으켰다는 것이다. 이러한 스탈린 주도설은 크게 다섯가지 관점에서 살펴볼 수 있다.첫째, 미?일 조약 견제설 또는 극동 전략설이다. 미국이 소련을 배제시킨 채 일본과 단독적인 평화 조약을 체결하려고 하자, 그리고 그 조약을 바탕 삼아 태평양지역에서 강력한 반공?반소 동맹체제를 형성하려고 하자 이것을 견제하기 위해 소련이 한국 전쟁을 일으켰다는 설명이다.둘째, 허점 공격설이다. 당시 스탈린은 소련의 세력권을 확장하기 위해 언제나 허점을 노리고 있었던 것으로 알려진다. 이러한 상황에서 미국이 1949년 여름 주한 미군을 완전히 철수시킨 이후, 1950년 1월 미국의 국무장관 애치슨은 기자회견을 통해 남한을 미국의 극동 방위선에서 제외시킨 데다가, 1950년 남한 국회의원 총선거에서 우익보수세력이 패배하자 남한을 허점으로 판단했다는 것이다.셋째, 미국의 결의 실험설 또는 저항력 실험설이다. 이는 스탈린이 자신의 「세계 적화 대전략」을 실천하기에 앞서 미국과 서방의 반응을 살피기 위해 남침을 시도했다는 설명이다.넷째 무력 시위설이다. 중국 대륙의 공산화에 이어 북한의 남침으로 손쉽게 남한의 공산화에 성공한다는 것은 미국의 위신을 떨어뜨리고 소련의 무력을 과시할 수 있는 것이었다. 따라서 이를 통하여 아시아에서 다른 지역들의 공산세력을 고무시키려고 했다는 것이다.다섯째, 미?중 대결 유도설 혹은 함정설이다. 이설의 요지는 스탈린이 미국과 중국이 대결하도록 유도하기 위하여 한반도에서 남침을 유도했다는 가설이다. 중국은 소련의 지원 없이 중국대륙을 공산화시켰고, 스스로 공산 정권을 세웠다. 이러한 상황에서 스탈린은 중국이 제2의 유고슬라비아가 될 경우 소련의 세계 혁명전략에 차질을 일으킬 것으로 판단하였고, 1950년 초 미국이 중국을 승인하려고 할 때 스탈린은 미?중이 직접 대결하도록 미국을 중국대륙 깊숙이 끌어들이기 위하여 한국전쟁을 도발하였다는 것이다.★수정주의적 해석>>수정주의라는 것은 1959년 미국와교의 비극이라는 저서를 펴낸 미국 위스콘신대역사학과 교수 윌리암스와 그의 제자들에 의해 주도된 냉전시대사 연구의 학풍을 가리키는 전문용어이다. 이들은 기존 전통/정통주의학파 및 현실주의 학파의 정치 이념 중심 통설에 반기를 들었는대 이러한 시각은 60년대까지는 주목을 받지 못했으나 70년대 후반부터 광범위하게 확산되었고, 연구도 활발히 진행되었다. 수정주의 시각은 2차 세계대전 이후 미국의 제국주의적 대외정책에서 냉전의 기원을 찾고, 미국을 중심으로 한 자본주의적 제국주의 세력이 소련보다 강력한 군사력과 경제력으로 세계를 지배하려는데 대해 소련이 불가피하게 대응하면서 냉전이 확대되었다고 보는 것이 일반적이다. 대표적인 학자들은 스톤, 굽타, 콜코 부부, 시몬스, 커밍스, 메릴 등을 들 수 있다.-스톤: 한국전쟁은 맥아더, 이승만, 장개석 및 덜레스 간의 ‘침묵의 음모’에 의해 빚어진 전쟁이라고 추론하였다. (‘자유진영’의 전통주의적 해석 즉 소련이 한국전쟁을 사주했다는 학설에 처음으로 의문던짐)-플레밍: 스톤의 추론을 정밀화하는 작업 펼쳤다.-콘데: 1968년에 남한정부의 정통성을 부인하고 북한을 ‘민족해방의 정통세력’ 으로 파악하는 입장에서 남한이 한국전쟁을 도발했다는 소위‘북침설’을내세웠다.-콜코부부: 스톤의 추론을 확대 부연하여 한국정쟁은 맥아더라 이승만과 ‘공모’하여 북한으로 하여금 남침하도록 유도함으로써 일어났다는 이른바 ‘유도설’ 제창하였다.★신전통주의>>-김학준 :한국전쟁은 분명히 북한의 잘 준비된 전면 남침계획에 따라 일어났으며 남한의 단독결정, 또는 미국과 남한의 ‘공모’ 또는 ‘유도’등에 의해 일어났다는 수정주의자들의 주장은 그 근거를 찾기 힘들다고 말한다.-박명림 :6·25전쟁 발발과정에 관한 커밍스의 주장이 거의 다 오류였음을 밝히고, 동시에 그는 한국전쟁은 “북한의 김일성과 박헌영이 군사적 수단에 의해 남한과 북한을 통일하려는 의지에서 구상하게 되었으며, 이를 스탈린에게 동의를 얻어서 중국의 모택동의 동의에 의해 최종적인 합의에 도달함”으로써 가능했던 ‘침략전쟁’으로서 "단순한 민족해방 전쟁이나 시민전쟁이 아니었다“고 결론지었다.★신수정주의 >>한국전쟁의 기원을 전통주의자나 수정주의자들은 모두 한반도 밖에서 찾았다. 그리고 그 주체가 바로 소련과 미국으로 단순화시키고 있는데, 이것에 대한 반발로 냉전의 기원을 규명함에 있어서 해당지역의 내부적 문제를 중시해야한다는 수정주의자들이 나타났고, 이를 신 수정주의라 말한다. 이들은 한국전쟁의 근본적인 원인을 당시 지도층 내부의 충돌, 한국의 토지 개혁, 친일파제거, 등을 둘러싸고 일어난 일제하 및 미군정 하의 한국내부의 모순에서 찾고 있다. 즉 이들은 분단 이후 한국전쟁 시작까지 5년동안 한국내부에서 일어난 일련의 정치, 경제, 사회적 사태와 충돌속에 이미 전쟁의 싹이 트고 있었다면서 한국전쟁의 성격을 내란 혹은 내전으로 규정하고 있다.미국의 수정주의 학설이 한국현대사 연구에 막중한 영향력을 발휘하게 되는 것은 1970년대 미국의 베트남전쟁 참전반대?동에 앞장섰던 아시아 전문가들의 기관지 『[미국] 아시아정책 비판학자 휘보』의 편집장인 브루스 커밍스의 한국현대사 관련 논저들이 한국학계에 소개된 다음부터 였는데 커밍스의 한국 현대사론을 요약하면다음과 같다.첫째, ‘해방당시 한국은 사회혁명 즉, 계급혁명이 성취될 여건이 성숙되어 있었다.둘째 ‘외세가 아니었다면 한국의 사회혁명은 성공했을 것이다“ ”외세가 아니었다면 조선인민공화국과 인민위원회가 수개월 내에 한반도를 장악했을 것이다“라고 거듭강조셋째, 38선 획정에 대한 1차적 책임은 물론이고 단독정부 수립에 의한 남북분단 고착화의 책임이 미국에 있다.넷째, 남한의 지도자 및 정부의 정통성에 대해서는 시종 비판적으로 논급하는 반면 북한의 지도자 및 정부에 대해서는 호의전인 평가로 일관했다. 이승만은 외세의존적인 정치인 ‘작은장개석’이라고 하였으나 김일성과 북한정권에는 한,만 국경지대에서 독자적으로 항일 게릴라전을 영도하여 괄목할만한 성과를 올린 독립운동가라고 평가하며 민족주의자로 파악하였다.

인문/어학| 2009.05.04| 4페이지| 1,000원| 조회(315)

한국현대사, 수정주의, 스탈린, 우익보수세력

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반도체--다이오드 평가A+최고예요

실험 2. 반도체 다이오드 특성[목적] 다이오드에서 전류에 대한 순방향, 역방향 바이어스 효과를 측정하고 전류-전압 특 성을 실험적으로 결정하고 그래프를 그린다.[관계이론](1)반도체란?반도체란 전기적으로 도체와 절연체의 역할을 하는 스위칭 소자로 전원장치의 정류기, 통신용 수신기, 컴퓨터 기기 등 여러 가지 전자기기에 사용된다.반도체의 종류는 진성반도체와 불순물반도체로 나누며, 진성반도체의 중요한 원소들은 원소주기율표의 4가 원소인 실리콘과 게르마늄이 특히 주가 된다. 진성반도체는 전류를 이동시키는 자유전자와 정공이 존재하지 않는 화학구조인 공유결합을 하고 있으므로, 이 결정체에 3가 및 5가 원소를 미량 첨가하면 정반대의 물성을 갖는 반도체가 만들어 지는데 이를 불순물반도체라고 하며, N 및 P형 반도체로 나눈다. N형 반도체란 진성반도체에 5가 원자의 불순물을 도핑한 것으로 자유전자가 정공수를 능가하기 때문에 자유전자는 다수 캐리어라 하며 정공은 소수 캐리어라 한다.P형 반도체란 진성반도체에 3가 원자의 불순물울 도핑한 것으로 정공은 자유전자수를 능가하기 때문에 정공은 다수 캐리어이며 자유전자는 소수 캐리어이다.(2)순방향 바이어스아래 그림은 다이오드 양단에 직류전원을 인가한 경우이다. 전원의 (-)단자는 N형 반도체에, (+)단자는 P형 반도체에 연결되어 있다. 이러한 연결을 순방향 바이어스라고 한다. 순방향 바이어스 상에서는 전원의 (-)극성의 반발력에 의해 N형 영역의 다수 캐리어인 과잉전자가 접합면을 넘어 P형 영역으로 이동한다. 이 때 P영역으로 이동된 전자는 약 5[%]는 정공과 결합하여 재결합전류를 생성하고 나머지 95[%]는 전원의 (+)단자로 이동한다. 이러한 과정의 반복으로 전류의 흐름은 지속되고 외부 회로의 전압 V를 증가하면 전류의 흐름도 증가한다. 실리콘 다이오드는 0.7[V], 게르마늄 다이오드는 0.3[V] 이상의 전압을 인가하여야 전류가 흘러 다이오드가 도통한다.P N+ + +??- - -+ + +??- - -+ + +??- - -V+ -(3)역방향 바이어스위의 그림에서 전원의 (+)단자는 N형 반도체에, (-)단자는 P형 반도체에 연결하면 N영역의 다수 캐리어인 과잉 전자는 (+)단자 쪽으로 이동하고 P형 반도체의 다수 캐리어인 정공은 (-)단자 쪽으로 이동한다. 이 이동된 전자와 정공에 의해 공핍층의 폭이 넓어져 존위장벽이 높기 때문에 전류가 흐르지 않는다. 이와 같은 접속 방법을 역방향 바이어스라고 한다.(4)PN접합다이오드의 검사방법저항계의 (+)단자를 다이오드의 양극에, (-)단자를 음극에 연결하며, 순방향 바이어스가 인가되어 전류가 흐르고 다이오드의 저항값은 낮게 나타난다. 저항계의 리드선을 이와 반대로 연결하면 역방향 바이어스가 인가되어 전류는 거의 흐르지 않고, 높은 저항값이 측정된다. 만일 다이오드가 극성에 상관없이 낮은 저항값을 나타낸다면, 이는 다이오드가 손상(단락)되었음을 의미한다. 반면에 순방향 저항값이 높거나 무한대이면 다이오드는 개방되었음을 나타낸다.

자연과학| 2009.05.06| 3페이지| 1,000원| 조회(557)

반도체, 다이오드, 자유전자, 순방향 바이어스, 소수 캐리어

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회절- 격자

회절 격자의 격자 상수 측정1. 실험의 결과(1) 실험1 : 광원의 파장 측정실험1 광원의 파장 측정격자상수1/3000㎝당 격자수3000회절차수1차(m=1)2차(m=2)3차(m=3)-38.211-49.291-59.911-19.685-9.4831010.08321.16331.783(㎝)광원의 파장이론 치 광원 파장오 차6.3%(2) 실험2 : 미지격자의 격자상수 측정실험 2 미지격자의 격자상수 측정광원의 파장회절차수1차(m=1)2차(m=2)-27.0930-76.522-105.92924.15550.24861756078회절격자상수1/6127이론 치 광원 파장1/6000오차2.1%2. Result discussion이번 실험은 빛의 회절 현상을 이해하기 위해 격자 상수를 알고 있는 회절격자를 이용하여 주어진 광원의 파장을 측정하고 이 광원을 사용하여 미지의 회절격자의 격자상수를 측정하는 실험이었다.우선 첫 번째 실험에서는 격자상수를 알고 있는 슬릿을 이용하여 광원의 파장을 측정하는 실험이었는데, 여기서 식을 이용하여에 대입하여 가장 강한 빛을 0차로 하고 그 빛 다음 빛을 ±1차, ±2차, ±3차로 하여 회절 차수를 대입하고 여기서 0차의 빛과의 각도를 계산하여를 계산하여 식에 대입하면 파장을 계산할 수 있다. 그런데 여기서 계산한 빛의 파장과 실제 빛의 파장을 비교한 결과 실제 측정한 파장의 값이 작게 나온 것을 알 수 있었다. 그 이유를 살펴보면 식에서 살펴보면의 값이 작게 측정되었을 경우를 생각해 볼 수 있는데, 이것은 각도가 적게 측정되었다는 것인데 회전판을 돌릴 때 회전판이 약간 뻑뻑한 감이 있어서 각도가 약간 작게 측정되었다. 여러 번 실험을 했으나 약간 헐겁게 하면 빛이 위나 아래 부분으로 가서 측정이 어려웠다. 그리고 회전판이 약간 기울어진 것도 오차가 발생할 수 있는 주된 요인이 되었는데 그 이유는 회전판이 기울어지면 빛이 슬릿에 입사할 때 다른 방향으로 빛을 보내게 되어 각도에서 약간의 오차가 발생할 수 있기 때문이다. 그리고 슬릿의 오차도 생각해 볼 수 있는데 격자가 1㎝당 3000개나 분포할 정도로 매우 정교한데 약간의 긁힘만 있어도 매우 큰 오차가 발생할 수도 있다. 그래서 이 부분에서 어느 정도 오차가 발생할 수 있었을 것이다. 그리고 또한 슬릿이 3000line/cm였는데 빛이 입사한 부분은 계산한 것보다 실제 간격에서 더 컸을 가능성도 있다. 왜냐하면 격자 간격이 매우 작기 때문에 조금만 간격에서 오차가 있어도 파장을 구하면 크게 오차가 발생할 수 있기 때문이다.두 번째 실험은 빛의 파장을 알고 있는 상태에서 미지격자의 격자상수를 측정하는 실험이었는데 이 실험 역시 가장 강한 빛을 0차로 잡고 그 옆에 빛을 ±1차, ±2차로 잡아서 첫 번째 실험처럼

자연과학| 2009.05.06| 3페이지| 1,000원| 조회(797)

회절, 격자, 격자상수, 파장

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축전기와. 정전용량 평가A+최고예요

2-2. 축전기와 정전 용량(예비보고서)1. 실험목적두 도체 사이에 전위차를 가할 때 두 극판에는 똑같은 크기에 반대부호인 전하량이 대전됨을 이해하고, 두 전하량 사이에 작용하는 힘을 이용하여 평행판 축전기의 정전용량을 측정하고 이론치와 맞는가를 확인한다.2. 원 리물통에 물을 부으면 수위가 높아지는 것과 같이 도체에 전하를 주면 전위가 높아진다. 도체에 저장된 전하량이 2배가 되면 주위의 전기장 세기도 2배가 되고 도체까지 전하를 이동시키는 데 필요한 일 (W=Fd=qEd=qV)도 2배로 되의 전위차도 2배가 된다.평행한 축전기의 두 극판 사이의 거리가 일정할 때 저장된 전하량이 크면 클수록 극판 사이의 전기장이 세어지므로 전위차가 커지게 된다. 따라서 축전기에 전하량 Q를 저장시켰을 때 전위차가 V라면의 관계가 성립하는데 여기서 비례상수 C를 축전기의 전기용량이라고 한다.평행한 축전기에 전하를 충전시키면 전하는 극판 안쪽에만 분포하고 전기력선은 극판에 수직하며 평행한 모양을 이루어 균일한 전기장을 이룬다. 두 평행판 사이의 전기 용량 C는 극판의 넓이 S에 비P하고 두판 사이의 거리는 d에 반비례한다. 따라서 평행판 축전기의 전기 용량 C는 다음과 같이 나타낸다.여기서 상단 도체판에 축전된 전하량에 의해 하단판이 받는 힘을 구해보자. 면 전하밀도를라 하면 도체판 한 개에 의한 전기장은이고 하단 도체판이 받는 힘은이다. 여기에을 대입 시켜 정리하면이다. 여기서 - 는 두 극판 사이에 작용하는 인력을 나타내므로 축전기의 정전 용량은이다.3. 기구 및 장치(1) 콘덴서 실험장치(2) 고압전원장치( DC 25kV)(3) 전자저울 ( 0.01g ~300g 측정)(4) 평행판시료 (직경 Ф=150mm, 106mm ?2종 : 2배의 면적차)(5) 고압용 리드선(6) 수평계, 드라이버(7) 유전체판 2종: 유리판, 아크릴판 ( 두께=3mm )4. 실험방법(1) 수평계를 실험장치 베이스 위에 올려놓은 후 바닥에 있는 나사를 사용하여 수평을 잡는다.(2) 전자저울을 실험대위에 올려놓고 원형수평계를 이용하여 저울자체의 수평을 잡는다.(3) 작은 원판을 실험대의 상단에 고정하고 하단면 부에 리드선을 꼽은 후 전자저울 위에 오려놓는다. 상단과 하단판의 1cm 정도의 간격을 유지시키고 두평판이 수평 수직으로 정렬 되도록 잘 조절한다.(4) 고압전원장치의 전원 코드 연결후 (+),(-)단자를 상단과 하단평판에 각각 리드선으로 연결한다.(5) 전자저울을 킨 후 상단에 표시된 눈금을 이용하여 두판사이의 간격을 조정후 평행을 확인 한다.(6) 두 극판사이의 전압을 4, 6, 8 kV로 맞추고 이때의 질량값을 측정한다.(7) 두 극판사이의 거리를 조절 후 간격을 6, 8, 10, 12mm 로 변화시켜가며 측정을 반복한다.(8) 평행판 시료를 큰 것으로 교체하여 (1)~(7) 실험을 반복한다.(9) 아크릴판에 대해서도 위의 측정을 반복한다.2-2. 축전기와 정전 용량(결과보고서)5.실험결과(1) r = 53mm 일때 (극판면적 A = 0.0014045∏m2)d(mm)측정1측정2C(평균)이론치C(pf)오차(%)전위차(kv)질량(g)C1(pF)전위차(kv)질량(g)C2(pF)442.8616.541811.6116.66316.11819.52427.691641.4611.81885.6411.61411.54713.01618.970840.989.68283.809.5339.4579.7623.1271040.627.70182.517.7487.6407.8092.1631240.426.33881.746.4516.2846.5083.441(2) r = 75mm일때(극판면적A=0.0028125∏m2)d(mm)전위차(kV)질량(g)①C1(pF)전위차(kV)질량(g)①C1(pF)·이론치C(pF)①C(평균)(C1+C2)/2오차(%)43-3.933.973334-734.339.0981034.1366612.6897063-1.924.826664-3.525.72526.0654025.275833.02918183-1.1319.687114-1.9919.50219.5490519.594550.232770103-0.817.422224-112.2515.6392414.836115.135350123-0.410.453334-0.57.3513.032708.90166631.69745(3) 두께 = 3mm 의 유전체판이 있을 때, d = 6mm전위차(kV)질량(g)C1(pF)전위차(kV)질량(g)C1(pF)이론치C(pF)C(평균)(C1+C2)/2오차(%)2-2.6749.10653-649.075844.232149.091210.98522-2.248.41973-4.747.181137.487347.800427.5109질문(1) 두 극판 사이에 유리판과 아크릴판 등을 각각 끼웠을 때 (하단부에 올려놓음) 정전용량의 변화는 어떠한가? 내부 전기장의 세기는? 이 경우는 축전기의 어떠한 연결로 생각할 수 있는가?유전율의 크기가 클수록 정전용량이 커지고 전기장의 세기는 감소하게 된다. 공기 부분과 각각 아크릴과 유리판 부분 두부분으로 나우어 축전기를 직렬로 연결한 것으로 생각할 수 있다.(2) 두 극판사이에 힘이 작용할 때 거리는 변하지 않을까? 그렇다면 그 이유는 무엇일까?F=(-q)E인데 축전기의 바깥쪽 전기장은 서로 상쇄되어 전기장이 존재하지 않고 도체판은 자신이 만들어낸 전기장에 의해 힘을 받지 않는다.(3) 극판 상단에 고압전원의 (+)극을 연결하고, 하단 극판은 고압전원의 (-)극과 접지를 동시에 연결하여 (접지단자와 연결-지구와 연결) 전압을 가하면 어떻게 될까? 이 경우도 접지가 없이 전압을 가하는 경우와 같은가?전원이 전위차를 결정하는 역할을 하므로, (-)이 접지가 있든 없든 간에 기준이 되고 거기에 전원에 의한 전위차를 더한 만큼의 전위가 (+)극에 생긴다. 지구든 아니든 어디에 접지를 하든 상관없이 그 기준이 달라질 뿐이다. Q=CV에서 변하는 값은 하나도 없다.6.결과분석실험을 통해 다른 조건이 일정할 때 거리의 변화는 전기용량에 영향을 미친다는 것을 실험적으로 이해할 수 있었다. 이론의 식과 마찬가지로 전기용량 C 와 거리 d 와는 반비례 관계가 성립했다. 그리고 크게 두 번에 걸친 실험을 분석했을 때 거리가 일정할 때 극판의 면적 A 와 전기용량 C 와는 비례 관계가 있음을 알 수 있었다. 두 실험을 통해 우리가 알고 있는식가 성립함을 관찰 가능했다. 실험 3을 통해서는 거리 / 면적을 제외한 나머지 요소인 유전율의 변화에 따라 전기용량이 어떻게 변화하는가 알아보는 실험이었다. 식과 마찬가지로 유전율이 클수록 전기용량도 컸고 반대의 경우 역시 이론적인 현상과 동일하게 일어났다. 이 실험에선 두 극판 사이에 공기 이외의 밀한 정도가 다른 물질이 들어가게 되므로 정전 용량은 변한다. 실험 셋팅을 할 때 유리판과 아크릴판을 하단 평행판에 위치 시켰다. 각 판은 두께가 3mm가 된다. 따라서 나머지 3mm의 공간에는 공기가 있게 된다. 이것은 유전율이 다른 두 개의 부분으로 나누어 생각할 수 있으므로,정전용량이 다른 두 개의 축전기를 직렬로 연결한 것으로 생각할 수 있었다. 다소 아쉬운 점은 실험 1, 2에서 아주 짧은 거리인 4mm에 대해서는 정상적인 실험을 진행할 수 없었다는 것이다. 실험 도구의 평형을 맞추고 실험을 했지만 4mm로 설정할 때 극판 중 한 부분이 조금 가깝게 내려와서 전압을 올리자마자 스파크가 일어났다.7.토의 및 건의 사항1. 수평을 제대로 맞추지 못했다. 이 실험에서 수평은 매우 중요한 요소였다. 일단 저울의 수평이 맞아야 했다. 그렇지 않으면 제대로 된 무게 측정이 불가능해져 비교적 작은 값들을 사용하는 이번 실험의 실험값에 큰 오차를 주게 된다. 또한 두 극판 사이의 수평 역시 중요한데 이는 만약 수평이 맞지 않을 시 스파크가 일어날 수도 있기 때문이다.->수평을 정확히 맞추기 위해서는 처음 실험장치 자체의 수평을 위해 수평계를 실험장치 베이스 위에 올려놓고 바닥에 있는 나사를 이용하여 수평을 잡고 그런 다음 저울 바닥에 수평 조절 나사를 이용해 수평계의 공기방울이 정중앙에 오도록 해야 한다. 그리고 나서 두 극판의 수평이 맞는지를 확인하기 위해 실험 장치 멀리에서 눈으로 혹시 두 극판이 기울지 않았는지 확인해야한다. 또한 물의 수면은 항상 수평한 것을 이용하여 수조에 물을 담고 그 수면에 맞춰 두 극판을 장치하는 방법이 있다.2.충분한 접지를 하지 않았다. 실험 시 드라이버를 극판에 잔류해있는 전하가 모두 없어질 때까지 대지 않고 몇 번 드라이버를 대는 것으로 끝내 결국 스파크가 일어나는 사고가 생겼다. 이 실험은 고압전원장치를 이용하는 관계로 많은 위험이 따랐다.

자연과학| 2009.05.04| 6페이지| 1,000원| 조회(583)

인력, 축전기, 정전용량

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