플라즈마 볼의 물리량 탐구

차례

1. 거리에 따른 플라즈마 볼의 전압측정

2. MBL로 플라즈마 의 온도 및 자기장 측정(평상시온도와 평상시 자기장과 비교)

3. 거리에 따라 자석을 데었을 때와 데지 않았을때의 전압 측정(AC,DC변환기)

4. 플라즈마 볼에서 자석의 개수에 따라 형광등 켜기 (전압측정)

플라즈마 볼의 물리량 탐구

일시:7.18, 7.19, 7.20
장소:
탐구 동기: 서귀포 중학교 자유탐구실에는 마법구슬 같이 생긴 플라즈마 볼이있다. 이 플라즈마 볼에 손을 대면 손을 댄 쪽으로 전기가 흘러 불꽃이 생기는 현상이 나타나는데 이 때 만들어진 물질이 플라즈마 라는 것을 알게되 었고 이에 플라즈마 볼을 탐구해보기 시작하였다.
탐구목적: 플라즈마 볼에 대하여 탐구
1. 플라즈마 볼은 자기장에 어떻게 반응할까?
2. 플라즈마 볼의 온도와 자기장은 평상시온도와 자기장과 어떻게 다를까?
3. 플라즈마 볼의 전압은 몇 V일까?
준비물: 플라즈마 볼, 디지털 카메라, 집게 전선다발, 전압계,네오디움 자석5개 , AC,DC변환기, 노트북, MBL, 플라즈마 볼 상자, 테이프, 콘센트, 줄자,형광등

차례

1. 거리에 따른 플라즈마 볼의 전압측정
2. MBL로 플라즈마 의 온도 및 자기장 측정(평상시온도와 평상시 자기장과 비교)
3. 거리에 따라 자석을 데었을 때와 데지 않았을때의 전압 측정(AC,DC변환기)
4. 플라즈마 볼에서 자석의 개수에 따라 형광등 켜기 (전압측정)
이론: 형광등은 (-)극에서 나온 전자들이 수은과 부딪쳐서 자외선을 만들게 되는
…(생략)

측정되는 전압이 다를 것이고, 자석이 있음과 없음의 차이가 났다가 일정 거리를 넘어 서면 자석이 영향을 주지 못해 전압이 비슷해 질 것이고, 변환기는 그냥 변환만 해 주는 것이기 때문에 AC와 DC의 차이는 크게 차이 나지 않을 것 이다.
4. 플라즈마 볼이 자기장에 반응하기 때문에 자석의 개수가 많을 수록 빛이 밝을 것이고, 전압이 높게 측정 될 것이다.

실험 계획
1. 거리에 따른 플라즈마 볼의 전압측정
가. 플라즈마 볼, 플라즈마 볼 종이박스, 집게 전선다발, 전압계, 줄자, 테이프, 콘센트를 준비
나. 전압계의 탐침을 전압계에 연결 한 후 하나의 피침만 플라즈마 볼 박스 위에테이프로 고정시키고 나머지 하나의 피침을 접지 역할을 하는 쇠로된 받침대에 연결한다. (쇠로된 받침대에 연결하는 이유: 동력을 사용하는 물체를 전기로부터 보호할수있게 전기를 흘려보내기 때문)
다. 플라즈마 볼과 쇠로된 받침대는 일정하게 두고 플라즈마 볼 박스만 거리에 따라 플라즈마 볼과의 거리를 점점 늘리며 거리에 따라 전압계에 나타난 전압을 측정한다.
라. 결과를 표와 그래프로 정리.
ㅇ



2. 플라즈마 볼의 온도와 자기장 측정.
가. MBL, 플라즈마볼, 노트북을 준비한다.
나. MBL을 컴퓨터와 연결한 후 자기장 센서와 온도센서를 연결한다.
다. 먼저 평상시 온도와 자기장을 측정한 후 플라즈마 볼의 온도와 자기장을 측정한다.
라. 평상시의 온도와 자기장을 플라즈마의 볼의 온도와 자기장을 비교하여 그래프로 나타낸다. (10초로 측정)

3. 거리에 따라 자석을 데었을 때와 데지 않았을때의 전압 측정(AC,DC각각 측정)
가. 플라즈마 볼, 네오디움자석, 플라즈마 볼 박스, 전압계, 집게전선8개, AC-DC 변환기, 접지(쇠로된 받침대), 줄자, 테이프를 준비한다.

이곳에 네오디움 자석을 연결하면 자석을 사용한 AC 측정설계도가 된다.
나 자석을 사용하지 않은 AC 측정: 전압계의 탐침을 전압계에 연결 한 후 하나의 탐침만 플라즈마 볼 박스 위에 테이프로 고정시키고 나머지 하나의 탐침을 접지 역할을 하는 쇠로된 받침대에 연결한다. 그리고 플라즈마 볼과 쇠로된 받침대는 일정하게 두고 플라즈마 볼 박스만 거리에 따라 플라즈마 볼과의 거리를 점점 늘리며 거리에 따라 전압계에 나타난 전압을 측정한다.
설계도

다 자석을 사용한 AC 측정: 전압계의 탐침을 전압계에 연결 한 후 하나의 탐침만 플라즈마 볼 박스 위에 테이프로 고정시키고 자석을 붙인다. 그리고 나머지 하나의 탐침을 접지 역할을 하는 쇠로된 받침대에 연결한다. 그리고 플라즈마 볼과 쇠로된 받침대는 일정하게 두고 플라즈마 볼 박스만 거리에 따라 플라즈마 볼과의 거리를 점점 늘리며 거리에 따라 전압계에 나타난 전압을 측정한다.

이곳에 네오디움 자석을 연결하면 자석을 사용한 DC 측정 설계도가 됨.
라 자석을 사용하지 않은 DC 측정: 전압계 피침을 전압계에 연결한후 하나의 탐침만 접지 역할을 하는 쇠로된 받침대에 연결한다. 그 다음 나머지 하나의 탐침을 AC-DC 변환기와 플라즈마 볼에 연결한 후 거리에 따라 전압계로 전압을 측정한다.


자석을 사용한 DC 측정: 전압계의 탐침을 전압계에 연결 한 후 하나의 탐침만 접지 역할을 하는 쇠로된 받침대에 연결한다. 그 다음 나머지 하나의 탐침을 AC-DC 변환기와 플라즈마 볼에 연결한 후 자석과도 연결한다. 그 다음 거리 에 따라 전압계로 전압을 측정한다.

4. 플라즈마 볼에서 자석의 개수에 따라 형광등 켜기 (전압측정)
가. 형광등, 네오디움 자석 5개, 플라즈마 볼,전압계, 전선 2개를 준비한다.
나. 자석을 올려놓지 않은 형광등을 플라즈마 볼의 위에 올려놓고 전압계로 전압을 측정한다.
다. 그 후 차례대로 자석 1개, 2개, 3개, 4개, 5개순으로 형광등 위에 올려놓고 전압을 측정한다.(한번 씩 할때 사람의 팔을 접지로 이용)
라. 결과를 표,그래프로 나타낸다.

실험방법의 구체적인 설명.
(거리에 따른 플라즈마 볼의 전압측정.)

전압계의 한쪽 탐침을 안전과 정확성을 위하여 접지(쇠로된 받침대)에 연결한다.
그 후 탐침의 한쪽을 플라즈마볼 박스에 연결하고 거리에 따라서 전압계로 전압을 측정한다.단, 플라즈마 볼에서 나오는 전류는 교류전류이 므로 전압계를 AC로 맞추고 측정한다. 2번측정하여 그래프로 나타낸다

(플라즈마 볼의 온도, 자기장 측정)
MBL을 컴퓨터에 연결한 후 자기장 온도 센서를 연결한다.
평상시의 온도,자기장을 측정하고, 플라즈마 볼의 온도와,자기장을 측정한다.
그 후 평상시 온도와 플라즈마 볼의 온도를 서로비교 하여 DaTa를 분석한다.

(자석의 따른 플라즈마 볼의 AC 전압측정)
전압계의 한쪽 탐침을 접지에 연결하고 다른한쪽의 탐침은 플라즈마 볼의 끝과 연결한다. 그리고 거리에 따라 전압계를 AC로 맞추고 전압을 2번 측정하여 평균을 구한후 그래프로 나타낸다.(자석으로 할때는 자석을 탐침 옆에 놓고 측정)

(자석의 따른 플라즈마 볼의 DC 전압측정)
전압계의 한쪽 탐침을 접지에 연결하고 다른 한쪽의
DaTa 분석