아주대)현대물리학실험 Helmholtz coil 예비

소개

아주대 현대물리학실험 Helmholtz coil A+ 예비보고서 입니다

목차

1. 실험목적
2. 실험이론
3. 실험방법
4. 실험에 대한 예상 결과
5. 참고문헌

본문내용

1. 실험목적

원형 고리에 전류가 흐를 때 고리의 축 위에서 자기장의 세기에 관한 식을 구하고 그 결과로
균일한 자기장을 얻을 수 있는 Helmholtz coil을 만들어본다. 또한, Faraday의 법칙에 대해 실험해보고 자기장의 변화와 전기장의 관계를 규명해본다.

2. 실험원리

- Magnetic Field Around A Circular Loop
반지름이 a인 원형 고리에 전류 I가 흐를 때，원형 고리의 중심으로부터 z만큼 떨어져 있
고 축 위에 있는 점에서의 자기장을 구하면 다음과 같다.

위의 식은 Bio-Savart Law로부터 구할 수 있다.

- Helmholtz Coil
헬름홀츠 코일은 균일한 자기장을 만들어 내는 기구이다. 그림과 같이 두 개의 동일한 코일이 반지름 R만큼 떨어져 있고 두 코일에 흐르는 전류는 크기와 방향이 동일하다.

R
R

헬름홀츠 코일

전류 I로 흐르고 있는 단일 고리 전선의 축 위의 중심으로부터 x만큼 떨어진 지점의 자기장 B를 비오-사바르 법칙을 이용하여 구하면 다음과 같다.

n번 감긴 코일에 흐르는 전류는 nI이고 동일한 두 개의 코일이 만드는 자기장이 중첩되므로 두 코일의 중간지점 x=R/2에 지점에 생기는 자기장 B는 아래 식 (2)이다.

- Faraday's Law
자기장의 변화로 인해 전기장이 유도되는 현상을 Faraday's Law라고 한다. 이때의 전류를 유도 전류라 하고 유도 전류를 발생시키는 기전력을 유도 기전력이라 한다. 즉, 자기장의 강도가 변하거나 자기장이 변하는 자기 코일 내에서 전류가 흐를 때, 그 코일 주변에 전기장이 발생한다는 원리이다.

참고자료

· 대학물리학2 9 t h Ed i t i on , Raymond A . Se r way , 북스힐