전류가 만드는 자기장-부산대학교 일반물리학실험

소개

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목차

1. 실험목적

2. 실험원리
(1) 전류가 만드는 자기장
(2) 탐지코일을 이용한 교류 자기장의 측정

3. 실험기구 및 재료

4. 실험방법

5. 측정값

6. 실험결과

7. 결과에 대한 논의

8. 결론

본문내용

1. 실험목적
교류전류가 흐르는 도선에서 발생하는 자기장을 탐지 코일에 유도되는 기전력을 측정하여 구한다. 이로써 직선도선, 원형 도선 주변 및 솔레노이드 내부의 자기장 세기의 분포를 구하고 Faraday 유도법칙과 Biot-Savart 법칙에 대해 배운다.

< 중 략 >

* Faraday 유도법칙 : 유도기전력의 크기는 코일을 관통하는 자속(자기력선속)의 시간적 변화율과 코일의 감은 횟수에 비례한다는 전자기유도법칙이다. 기전력의 방향을 정하는 렌츠의 법칙과 함께 전자기유도가 일어나는 방식을 나타낸다.

* Biot-Savart 법칙 : 정상전류가 흐르고 있는 도선 주위의 자기장의 세기를 구하는 법칙이다. 이 법칙을 이용하면 도선 밖의 한 점에서의 자기장의 세기는 회로 안의 작은 면적의 자기장의 벡터 합으로써 구할 수 있다.

3. 실험기구 및 재료
(1) 탐지 코일 (2) 탐지 코일 이동 장치 (3) 직선 전류 고리 (4) 원형 전류 고리
(5) 교류 전원 장치 (6) 멀티미터 (7) 자
4. 실험방법
[실험 1] 직선 전류에 의한 자기장
(1) 그림 26-5와 같이 장치를 하고 자기장을 측정할 수 있도록 탐지코일의 위치와 방향을 맞춘다.
(2) 교류 전원 장치의 진동수를 500Hz에 맞춘다.
(3) 탐지코일의 바깥지름 및 안지름을 측정하여 평균 단면적을 계산한다(평균 반지름 = (바깥지름+안지름)/4, 탐지 코일의 감은 횟수 =6000)
(4) 탐지코일을 직선 전류고리의 수직 도선과 최대한 가까이 하고 탐지 코일의 중심축과 수직 도선이 서로 직각이 되도록 위치 조정을 한다.
(5) 전류를 0.5 A씩 최대 2.5 A까지 올리면서 유도기전력을 측정하고 자기장을 계산하여 전류와 자기장의 그래프를 그린다.
(6) 전류를 2.0 A로 고정하고 수직 도선과 탐지코일 중심축과의 거리를 5 mm씩 증가시키면서 유도기전력의 변화를 측정하고 1/r과 자기장의 그래프를 그린다.

참고자료

· 일반물리학실험, 제 4판, 부산대학교 물리학교재편찬위원회, 청문각, 2016년