[재료공학실험]KIT실험

목차

1.실험에 사용되어진 도구(Kit)의 사용 목적과 set-up 하는 방법, 사용목적을 달성하기 위한 운영방법을 단계적으로 상세하게 서술하고, 실험을 진행하는데 있어서 주의해야 할 부분들을 상세히 기술하라.
2. [실험]을 통하여 전압(V)와 전하량(Q), 구와 금속판 사이 거리(S)와 정전용량 (Capacitance) 간의 관계를 그래프로 나타내고, 그래프에서 보여지는 경향성에 대한 원인을 고찰하라.
3. Polarization의 종류인 electronic polarization, ionic polarization, orientation polarization에 대해서 설명하고, frequency에 따라 polarzability가 달라지는 이유를 설명하여라.

본문내용

1.실험에 사용되어진 도구(Kit)의 사용 목적과 set-up 하는 방법, 사용목적을 달성하기 위한 운영방법을 단계적으로 상세하게 서술하고, 실험을 진행하는데 있어서 주의해야 할 부분들을 상세히 기술하라.

① Kit의 사용 목적
 정전용량(Capacitance)라는 개념은 축전지에 대한 연구가 수행되면서 생겨났는데, 정전용량이란, 임의의 형태를 갖는 축전지가 얼마나 효과적으로 전하를 저장하는 지에 대한 도를 나타내는 수치이다. 간단한 형태의 축전지인 평행판 축전기의 모형은 다음과 같다.


이와 같이 두 개의 평행한 금속판을 일정 간격으로 분리해 놓은 형태로 두 개의 평행한 금속판 가운데 하나의 금속판을 대전시킨 후에 절연시키면, 동일한 양의 반대 부호를 갖는 전하가 다른 한쪽의 금속판에도 유도가 된다. 결국, 이 두 개의 금속판과 그 사이의 공간으로 이루어진 구조물은, 서로 반대되는 극성을 띈 두 개의 금속 물질이 일정한 거리를 두고 떨어져서 전하를 도망가지 못하게 응축하는 현상이 발생한다. 정전용량 C에 대해서, 다음과 같은 식이 성립한다.
C = Q / V = (Ɛ₀ ☓ S) / d
즉, 정전용량은 인가한 전압에 무관하게 금속판의 면적(S)와 금속판 사이의 거리(d), 그리고 상수인 Ɛ₀(유전률)에 의해서만 결정된다.
그래서 이번 실험에 사용되는 KIT를 이용해서, 면적 S를 고정하고 d값을 변화에 따른 정전용량 C값의 변화추세를 실험적으로 확인할 수 있도록 하는 것이 이 실험의 목적이다.

참고 자료

⦁고려대학교 Semiconductor & Advanced Materials Laboratory( http://sal.korea.ac.kr/)
⦁전기전자재료 공학박사 이준웅, 김용주 공저 (동일 출판사)
⦁재료공학실험 교재 및 실험 매뉴얼