물리학 및 실험2 솔레노이드 안에서의 자기장 결과 레포트

소개

결과 값 제외한 예비, 준비학습, 질문사항 , 결과 및 토의가 포함되어있는 결과 레포트입니다.

목차

1. 실험목적

2. 실험원리

3. 실험기구 및 장치

4. 실험방법
(1) 자기장 세기 측정
(2) 감긴 횟수 계산
(3) 감긴 횟수 계산

5. 준비학습
(1) 암페어 법칙과 비오사바르 법칙에 대해 알아보자

6. 질문사항
(1) 솔레노이드가 무한히 길다고 가정했을 때, 코일의 중앙에서 자기장센서를 반경 방향으로 움직일 때의 자기장의 변화는 어떠한가?
(2) 코일의 중심선 상에서 한쪽 끝에서의 자기장은 중앙에서의 자기장 값과 얼마나 차이가 나는가?

7. 결과 및 토의

본문내용

5. 준비학습
(1) 암페어 법칙과 비오사바르 법칙에 대해 알아보자
자기장 속에 폐곡선을 설정하면 그 폐곡선에서 자기장이 인 폐곡선의 접선방향의 성분을 적산(積算)한 값은 폐곡선을 관류하는 총전류와 같다는 법칙. 프랑스의 물리학자 A. M. 앙페르가 발견한 정상전류의 둘레에 생기는 자기장에 관한 법칙이다.

이 법칙은 전류에서 발생되는 자기장을 나타내는 기본법칙인 비오-사바르의 법칙과 같다.

비오-사바르 법칙은 전류가 주변 공간에 자기장을 어떻게 만드는가를 직접 설명하고 있지만 어떤 공간에 분포한 전류와 그 공간에 형성되는 자기장과의 관련성을 보다 단순하게 표한한 것이 앙페르 법칙(Ampere law)이다.

전기학에서 전하의 분포가 주변 공간에 전기장을 어떻게 만드는가를 말하는 쿨롱의 법칙 대신에 공간에 분포한 전하와 그 것 때문에 형성되는 전기장과의 관련성을 보다 단순하게 표현한 가우스 법칙을 널리 쓰는 것과 비슷하다.

7. 질문사항
(1) 솔레노이드가 무한히 길다고 가정했을 때, 코일의 중앙에서 자기장센서를 반경 방향으로 움직일 때의 자기장의 변화는 어떠한가?
무한히 긴 솔레노이드 안에서 자기장은 큰 변화가 없을 것이다. 이론적으로 코일의 반경과 내부 위치와는 관계 없기 때문이다. 또한 만약 솔레노이드의 한쪽 끝에서 멀어지면 반대쪽 솔레노이드에 가까워지기 때문에 큰 변화가 없을 것 같다.

(2) 코일의 중심선 상에서 한쪽 끝에서의 자기장은 중앙에서의 자기장 값과 얼마나 차이가 나는가?
솔레노이드 중앙에서의 자기장 B = mu _{0} nI {l} over {sqrt {l ^{2} +4R ^{2}}}
솔레노이드 끝 자기장 b = {1} over {2} mu _{0} nI {l} over {sqrt {l ^{2} +R ^{2}}}
코일의 한쪽 끝에서의 자기장은 중앙에서의 {1} over {2} {sqrt {l ^{2} +R ^{2}}} over {sqrt {l ^{2} +4R ^{2}}}만큼 비례한다.

참고자료

· 없음