부산대학교 일반물리학실험2 유도 기전력 보고서

소개

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목차

1. 실험 목적
2. 실험 원리
3. 실험 기구 및 재료
4. 실험 방법
5. 측정값
6. 실험 결과
7. 결과에 대한 논의
8. 결론
9. 참고 문헌 및 출처

본문내용

1. 실험 목적
시간에 따라 크기가 변하는 자기다발 속에 코일이 놓이면 기전력이 유도된다. 이 유도기전력이 자기장의 크기, 코일의 단면적 및 코일의 감긴 횟수에 따라 어떻게 변하는지를 측정하여 패러데이 유도법칙을 이해한다.

2. 실험 원리
매우 긴 이상적인 솔레노이드 내부의 자기장 는 흐르는 전류 와 단위 길이당 감긴 횟수 에 비례하며
(27.1)
로 나타낸다. 여기서 은 진공에서의 투자 상수이며 그 값은 이다.
코일을 지나는 자기다발 가 시간에 따라 변화할 때 코일에 유도기전력이 발생한다. 을 코일의 감은 횟수라고 할 때 발생 되는 유도기전력 는 Faraday 유도법칙에 따라
(27.2)
로 주어진다.
따라서, 교류 전류 가 흐르는 매우 긴 솔레노이드 내부에 또 다른 코일이 놓여 있다면 이 코일을 지나는 자기다발 는 식 (27.1)로부터 가 되고 코일에 유도되는 기전력 는 식 (27.2)로부터
(27.3)
이 된다. 이 때 는 코일의 감은 횟수, 는 코일의 단면적이다. 여기서 유도 기전력의 진폭을 라고 하면
(27.4)
가 되므로 유도기전력의 실효값 은
(27.5)
가 된다. 여기서 는 전류의 실효값이다.

3. 실험 기구 및 재료
멀티미터 2대, 솔레노이드 코일 6개, 함수발생기, 자

4. 실험 방법

실험 1 ) 내부 솔레노이드 코일의 깊이와 유도 기전력
①　함수발생기의 진동수를 100Hz에 맞춘다.
② 외부 솔레노이드 코일의 직경과 길이를 측정한다.
③ 내부 코일 하나를 선택하여 코일의 직경, 길이를 측정한다.
④ 장치를 연결한다. (아직 내부 코일을 외부 솔레노이드 코일에 넣지 말라).
⑤ 함수발생기의 진폭을 조정하여 외부 솔레노이드 코일의 전류(실효값)를 100mA로 맞춘다.
⑥ 내부 코일을 외부 솔레노이드 코일에 천천히 넣는다. 이때 내부 코일의 깊이(내부 코일이 외부 솔레노이드 코일과 겹치는 길이를 5cm 간격으로, 내부 코일이 외부 솔레노이드 코일의 중심에 위치할 때까지 단계별로 증가시키며 유도 기전력을 측정한다. (내부 코일의 표면이 외부 솔레노이드 코일에 닿아서 긁히지 않도록 조심한다).

참고자료

· 일반물리학실험, 제4판, 물리학교재편찬위원회, 청문각, 2017, p. 249~257