정전기 전압 측정 기구 설계

목차

제 1 장 서 론

제 2 장 본 론
2.1 정전기 현상
2.1.1 정전기 발생 원리
2.1.2 대전 현상
2.1.2.1 접촉 대전
2.1.2.2 유도성 대전
2.1.2.3 마찰 대전
2.1.2.4 박리 대전
2.1.2.5 유동 대전
2.1.2.6 분출 대전
2.1.2.7 충돌 대전
2.1.2.8 파괴 대전
2.1.2.9 Ion And Election Beam 대전
2.1.3 정전기에 의한 방전
2.1.3.1 대 전열
2.1.3.2 소재의 분류
2.1.4 정전유도와 대전 전위
2.1.4.1 도체의 대전
2.1.4.2 습도와 대전전위
2.1.4.3 인체의 대전전위
2.1.5 정전기를 방생 시키는 물질 및 동작
2.2 정전기 재해와 방지
2.2.1 가연성 물질의 화재, 폭발
2.2.2 전자산업에 미치는 영향
2.2.3 전자부품의 정전내압
2.2.4 정전기 방지대책
2.2.4.1 접지
2.2.4.2 가습
2.2.4.3 대전방지제의 사용
2.2.4.4 대전방지 용품을 사용
2.3 정전기 측정 방법
2.4 실험 장치 및 방법
2.4.1 측정 원리
2.4.2 측정 장치의 설계도면
2.4.3 실험에 필요한 부품 및 장비
2.4.4 설계 조건
2.4.5 실험 방법
2.4.6 실험 결과

제 3 장 결 론
3.1 정전기 일반론
3.2 정전기 피해 및 예방대책
3.3 정전기 측정 장치
3.4 고찰

본문내용

74V
0.7g
3281.14V
0.8g
3507.68V
0.9g
3720.46V
1.0g
3921.71V
[표 2-12] 무게 변화량에 대한 정전기 전압 값
위의 설계 결과는 다음과 같은 오차가 있다.
오차 1. 정전기 전압의 수치를 소수점 셋째자리에서 반올림 하였다.
오차 2. 미량저울의 눈금 단위가 소수점 첫 번째 자리까지 나타내므로 무게변화량을 측정 시 정확한 값을 측정하는데 한계가 있다.
오차 3. 실험 시 양손으로 두 물체를 잡고 대전시키기 때문에 양 손을 통해 방전이 될 수 있다.
오차 4. 실험 설계 조건3에서 대전물체의 가장자리에서 발생하는 전기력선의 휘어짐을 무시하였다.
이와 같은 설계 방법을 통해 정전기의 전압이 얼마나 되는지 예측 할 수 있었고, 이를 이용하여 일상생활에서 간단한 방법으로 정전기의 전압을 측정 할 수 있으며, 위에 제시된 오차를 줄인다면 좀 더 정확한 결과 값을 얻을 수 있을 것이다.
제 3 장 결 론
3.1 정전기 일반론
정전기란 순간적으로 일어나는 전기로써 수천 심지어는 수만 볼트의 전기를 짧은 순간에 발생시키게 된다. 정전기 현상은 번개나 건조한 날씨에 문손잡이나 다른 금속체를 접촉할 때의 스파크, 그리고 의복이 서로 붙고 하는 현상으로 우리에게 잘 알려져 있다. 이는 우리의 생활 주위에 항상 존재하고 4000V 미만의 정전기는 색깔이나 냄새, 맛이 없어 인체에 아무런 느낌을 주지 않는다. 이 이상의 전압에서는 방전 시 스파크나 코로나가 보이며 스파크를 통한 방전 시 오존이 형성되어 특별한 냄새가 난다. 4000V 정도로 대전된 작업자가 도체를 만지면 스파크 형태로 방전이 발생하여 약간의 전기적 쇼크를 느끼게 된다. 대전된 작업자가 도체가 아니고 저항체에 접촉한다면 대전의 정전위 레벨이 더 높아야 감지될 수 있다.
3.2 정전기 피해 및 예방대책
정전기가 실제로 우리 생활에 미치는 영향에 대해서는 잘 알려지지 않았지만 그 피해는 최근 급격히 대두되고 있으며 특히, 제품의 품질관리, 안전, 품질보증, 보관, 운반 등의 현대의 모든 분야에서 여러 가지 정전기 문제가 발생되고 있다. 섬유산업에서는 정전기에 의하여 화학섬유가 서로 달라붙거나 반발하여 손상되어 버리고 전자 산업에서는 정전기의 방전이 전자부품의 산화 피막에 손상을 주어 전자부품의 품질저하와 파손의 원인이 된다. 또, 광학산업에서는 정전기에 의한 제품의 오염이 심각한 문제로 대두되고 있다.
이러한 정전기의 심각한 피해를 줄이기 위해서 여러 가지 방지대책이 필요하게 되었다. 그 방법에는 접지, 가습, 대전방지제의 사용, 대전방지 용품의 사용 등이 있다.
3.3 정전기 측정 장치
정전기의 피해를 예방하고 과연 정전기가 얼마나 큰 값을 갖는지 알아보기 위해서는 정전기의 전압을 실제로 측정할 수 있는 장치가 필요하다.
우선, 첫 번째로 이동통신 단말기를 이용하여 정전기를 측정하고 제거하는 장치가 있다. 이 장치는 원하는 대상물과 접촉 단자에 인가되는 정전기를 측정하여 정전기의 발생 유무를 이동통신 단말기의 표시부에 직접 표시한다. 또한, 정전기의 측정과 동시에 상쇄가 가능하여 위험 재해요소로부터 사용자를 벗어날 수 있게 한다.
이장치는 일상생활의 상당부분을 차지하고 있는 이동통신 단말기를 이용한 정전기 측정 장치로서 사용자는 쉽게 정전기를 측정할 수 있으며, 측정과 동시에 상쇄를 할 수 있는 장점을 가지고 있다. 하지만 정전기 측정 장치가 장착된 제품을 사용해야 한다는 비용 적 부담이 있고, 자신이 소지하지 않았을 경우 다른 사람의 단말기를 빌려 쓸 때 상대방에게 불편을 줄 수 있다는 단점이 있다.
두 번째로는 연구실이나 실험실 또는 특정 산업체의 생산라인에서 각 물체에 발생되고 있는 정전기의 세기를 측정하여 표시함으로써 피해를 예방하는 장치이다. 이 구동장치는 대전관 센서방식을 사용함으로써 모터가 필요 없게 되기 때문에 전력 소모량을 줄 일수 있으며, 제품의 소형 및 경량화가 가능하게 되는 효과가 있다.
마지막으로 본 논문에서 제시한 정전기 측정 장치는 미량저울을 이용하여 그 무게의 변화량을 이용하여 정전기의 전압을 측정하는 방법이다. 대전된 면 손수건을 미량저울의 짐판에 올려 놓고, PVC관을 은박지 위에 접촉시켜 미량저울의 변화량을 측정하여 정전기의 전압 값을 측정하는 방법이다. 이 방법은 미량 저울과 고정 장치만 있으면 언제든지 대전된 정전기의 전압을 측정할 수 있다는 장점이 있다. 즉, 무게의 변화량에 따라서 식을 이용하여 정전기의 전압을 측정할 수 있다. 이 장치만 있으면 어디서든 대전된 물체의 정전기 전압을 간단한 방법으로 측정 할 수 있지만 공기 중에 있는 정전기의 전압은 측정 할 수 없다는 단점이 있다.
3.4 고찰
우리는 평소에 생활을 할 때 정전기가 일어나면 따갑다고 느끼고 다시는 그 정전기에 대하여 신경을 쓰지 않는다. 하지만 대수롭지 않게 생각했던 정전기가 사회적으로 여러 분야에서 피해를 초래한다는 사실을 알게 되면, 결코 가볍게 생각할 문제가 아니라는 것을 깨닫게 될 것이다. 정전기의 전압에 대하여 관심을 갖고 그 피해를 예방하기 위해서, 우리는 정전기의 전압을 정확하고 간단하게 측정할 수 있는 장치 개발에 주의를 갖고 연구해야 한다.
참고문헌
[1] 김두현, 김상철, 김상렬, 이성일, 정재희, ‘정전기 안전’, 동화기술
[2] 김길태, Analysis of Characteristics on the Static Electricity by Streaming Electrification, Journal of the Korean Society of Safety, 42～46, 2004
[3] 전전 태행, 타바타 야수우키, 정재희, 이덕출, ‘(산업 전반에 걸친) 정전기재해와 장해방지’, 성안당.
[4] N. Jonassen, Explosions and static electricity, Electrical Overstress/Electrostatic Discharge Symposium Proceedings, 1995.
[5] 이명의, 김종일, ‘고전압 방전 플라즈마’, 인터비젼.
[6] 植月唯夫 외 2인 공저 ‘고전압 공학’, 코로나사, 2006.

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