Faraday Ice Pail입니다.

  Electrometer입니다.

  Electrostatics Voltage Source입니다. 여기에서 고전압을 공급해 주게 됩니다.

  Probe입니다. 전하의 분포를 측정할 때 물체에 가까이 대게 됩니다.

  접지용 케이블입니다. 이번 실험을 할 때 반드시 접지를 해야 합니다.

  Voltage Source로부터 각종물체에 전하를 공급할 때 쓰이게 됩니다.

  Voltage Source에 연결하는 아답터입니다.

  도체구입니다.

  축전기입니다. 도전판사이의 거리를 조정할 수 있게 되어있습니다.

  먼저 Voltage Source에 어답터를 연결해줍니다. 아답터를 연결하기 전에 먼저 스위치를 꺼줍니다.

  아답터 연결후의 모습입니다.

  Electrometer에 Probe를 연결해줍니다. 만약 Probe가 연결되어 있다면 상관없지만 분리되어있다면 Electrometer에 Probe를 연결해주면 됩니다.

  Electrometer에 Probe단자가 연결되어 있는 모습입니다.

  이제 Voltage Source에 단자를 연결해 보겠습니다. 옆의 사진처럼 먼저 COM 포트에 선을 연결합니다.

  이제 나머지 하나의 선을 1000V라고 써있는 단자에 연결해 줍니다.

  이제 Voltage Source에 연결한 선의 반대편 선 즉, 옆의 사진처럼 악어클립을 Ice Pail에 연결해 줍니다. 여기서 바깥부분은 +극 (현재 +1000V에 연결되어 있습니다)을 연결해 주고 안쪽부분은 -극 즉, COM 단자로부터 나온 선을 연결해줍니다.

  이제 접지용 케이블을 실험 테이블 위에 있는 110V멀티탭에 연결해줍니다.

  이제 Electrometer에 옆사진처럼 접지케이블을 연결해줍니다.

  Electrometer에 접지케이블을 연결한 모습입니다.

  Probe 사진입니다. 여기서 A는 Electrometer에 연결하고 B는 접지 케이블과 연결하면 됩니다.

  위 사진에서 B부분과 접지케이블을 연결한 모습입니다. 다시 한번 강조하지만 이번 실험은 접지를 꼭 해야 합니다.

  옆의 사진은 Electrometer에 대한 설명입니다.

  A는 입력전압에 대한 Electrometer의 최대 측정범위를 측정하는 선택스위치입니다.

  이것을 움직일 때마 C 부분에 불이 들어오게 됩니다. 예를 들어서 Range선택 스위치를 30에 놓게 되면 30이라는 숫자밑에 불이 들어오게 되고 이때 Electrometer의 최대측정범위는 30V가 되게 됩니다.

  그리고 B부분은 Electrometer의 전원 On/Off 스위치입니다. 이 스위치는 살짝만 눌러도 됩니다.

  마지막으로 D부분은 Zero스위치입니다. 자세한 것은 밑에 나오겠지만 일단 전원을 켰을 때나 아니면 Probe의 과전압이 입력되었을 때 Electrometer의 눈금바늘을 0에 위치하게 해주는 역할을 합니다.

  이제 Voltage Source의 전원을 켜줍니다. 왼쪽 사진에 있는 전원 스위치를 On으로 해줍니다. 그러면 오른쪽 사진처럼 Power On 램프에 불이 들어오게 됩니다.

  만약 전원을 켰을 때 옆의 화면처럼 나타난다면 (물론 전압값이 옆의 화면과 같이 안나타날 수도 있습니다) 위의 사진에서 설명한 대로 zero 버튼을 대략 5초정도 눌러줍니다.

  zero버튼을 누르게 되면 옆의 사진처럼 됩니다. 이제 Electrometer의 초기화가 되었고 실험을 시작할 준비가 되었습니다.

  이번에는 Range선택입니다. 처음에 전원을 켜고 나서 Range를 100에 맞추어 놓고 실험을 시작합니다. 만약 전압의 크기가 너무 작아서 눈금이 움직이는 것이 구별이 잘 안될 때에는 이 전압 Range 선택 스위치를 30, 10, 3 으로 낮춰가면서 구분이 잘될 때 까지 움직여 줍니다. 단, 주의할 점이 있습니다.

  처음에 100V에 놓고 실험을 했는데 구별이 잘안된다고 하면 일단 선택 스위치를 30에 놓습니다. 그리고 Probe를 도체에 가까이 가지고 갑니다. 만약 이때도 전압이 구별이 잘 안된다면 다시 10으로 낮춥니다. 이때 Probe를 도체판에 가까이 가지고 갈 때 전압이 점점 더 커져서 최대 측정 범위를 넘어갈꺼 같다고 생각되면 다시 Range를 올립니다. 그렇게 해야 Electrometer에 과전압이 흐르는 것을 막을 수 있습니다.

  이제 Probe를 각 영역별로 대어 봅니다. 옆의 그림은 Ice Pail을 위에서 본 모습입니다. 여기에서 A영역, B영역, C영역 이렇게 세부분으로 나우어서 대어봅니다. 현재 안쪽 Pail은 Voltage Source에서 나온 -극(COM 단자), 바깥쪽 Pail은 +1000V입니다.

  실제로 Probe를 Ice Pail에 가까이 댄 모습입니다. 현재 Probe는 C영역에 있습니다. 이때 Electrometer에 나타나는 전압값을 봅니다.

  Electrometer에 나타난 전압값의 모습입니다. 이때 눈금의 +, - 영역을 잘 봅니다. 이것이 +, - 전하의 분포가 됩니다.

  옆사진은 B영역 즉, 안쪽 Pail과 바깥쪽 Pail사이에 Probe가 위치하고 있는 모습입니다. 역시 Electrometer의 +, - 영역을 잘 봅니다.

  이번엔 도체구로 실험을 하겠습니다. 도체구에 Voltage Source로부터 나온 전원선을 연결합니다. 현재 Voltage Source의 전원 상태는 1000V입니다. 두 도체구에 전원을 연결할 때 어느 쪽에다 +, -극을 연결할지는 실험자의 자유입니다.

  이제 Probe를 도체구에 가까이 대어봅니다.

  다양한 영역에 Probe를 갖다대어 봅니다.

  다양한 영역에 Probe를 갖다대어 봅니다.

  이번에는 도체판에 대어보겠습니다.

  역시 도체판에도 옆의 사진처럼 전원을 연결해 줍니다. 마찬가지로 도체판의 양쪽에 전원을 연결할 때 어느쪽이 +가되건 -가 되건 상관없습니다.

  도체판 양쪽에 전원을 연결한 모습입니다.

  Voltage Source와 도체판이 연결된 모습입니다.

  Probe를 도체판의 여러 영역에 대어 봅니다. 옆의 사진처럼 A영역 즉, 좌측 도체판의 왼쪽 부분. B영역, 즉 좌측 도체판과 우측 도체판 사이. C영역, 즉 우측 도체판의 오른쪽 부분에 Probe를 대어 봅니다.

  영역별로 Probe를 갖다대는 모습입니다.

  이제 도체판 사이의 거리를 늘려서 역시 Probe를 갖다대어 봅니다. 그리고 다양한 영역에서 Electrometer의 눈금 방향을 살펴봅니다.

다음은 위의 실험과정에서 주의사항입니다. 꼭 지켜주세요.

  도체구에 Probe를 갖다댈 때 옆의 사진처럼 Probe를 도체구에 붙이면 안됩니다. 그러면 스파크가 튀면서 Electrometer가 순간 고전압으로 인해 측정 영역을 넘어가버립니다. 그리고 고장의 우려도 있습니다. 실험을 할 때 조심해서 해야 합니다. 그러나 만약 실수로 Probe를 갖다대었다면 밑의 그림을 참조하세요.

  만약 Probe가 순간 과전압으로 인해 측정 영역이 넘어가 버린다면 옆의 사진처럼 ZERO버튼을 눌러줍니다. 이때 Electrometer에 과충전된 전하를 방전시키기위해 Electrometer에 눈금판이 정상적으로 0으로 돌아올 때까지 눌러줍니다. 대개 5초정도 눌러주면 과충전된 전하가 방전되면서 눈금바늘이 0을 가리키게 됩니다.

  옆사진은 도체판에 Probe를 갖다댈 때 맞는 방법과 틀린방법의 비교사진입니다. 역시 Probe를 도체판에 붙이면 안됩니다. 만약 Probe를 도체판에 붙이는 실수를 하게되면 위에서 설명했던 방법으로 과충전된 전하를 방전시켜 주세요.

  옆사진은 Ice Pail에 Probe를 갖대댈 때 맞는 방법과 틀린방법의 비교사진입니다.역시 Probe를 도체판에 붙이면 안됩니다. 만약 Probe를 도체판에 붙이는 실수를 하게되면 위에서 설명했던 방법으로 과충전된 전하를 방전시켜 주세요.

안쪽 Pail이 +극, 바깥쪽 Pail이 -극 인경우

안쪽 Pail이 -극, 바깥쪽 Pail이 +극 인경우

좌측 +극, 우측 -극

좌측 -극, 우측 +극

좌측 +극, 우측 -극

좌측 -극, 우측 +극

좌측 +극, 우측 -극

좌측 -극, 우측 +극