현대물리실험, Current_Balance전류저울 결과보고서

소개글

현대물리실험, Current_Balance전류저울 결과보고서에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험목적

2. 실험값
실험1. 힘과 전류
실험2. 힘과 도선의 길이
실험3. 힘과 자기장
실험4. 힘과 각도

3. 실험결과

본문내용

위 그래프에서는 기울기값이 약 0.22로 1:1 비례관계가 확실히 아님을 알 수 있다.
이 오차는 실험방법에서 도선을 제일 길이가 짧은 것으로 써라고 하여 제일 짧은 길이의 도선판을 썼는데, 도선의 길이가 짧아짐으로서 자석에 가해지는 자기력 또한 작아져 측정이 상대적으로 힘들어져 나타난 것일 수 있다.
실험4.
이 실험은 각도의 변환에 따른 힘의 변화를 알아본 실험이다. 첫 번째 그래프는 각도가 양수를 가질때, 즉 0도에서 90도까지의 모습을 나타낸 것이고, 두 번째 그래프는 각도가 음수값을 가질때를 나타낸 것이다. 얼핏보면 둘다 직선에 가까운 형태를 하고있으나, 사실은 sin곡선이다. 곧, 각도에 따라 그 값이 비례하기도 반비례하기도 하는데 전체적으로 보자면 음수값일때는(-90~0) 반비례하고 양수값일때는(0~90)비례함을 볼 수 있다. 비례와 반비례를 정하는 것이 sinθ값이므로, 힘은 sinθ값에 비례한다. 즉, 이다.
이론적으로 보면, 에서 전류는 1A, 도선의 길이는 하나의 도선만 썼고, 자석의 개수 또한 바꾸지 않았다. 즉, ILB는 변함없는 상수라 보면 이번 실험의 미지수는 sinθ 그 자체이다. sinθ함수의 그래프는 대략적으로 옆 그림과 같은 모습을 보이는데 위 그래프를 보면 완벽하게 sin곡선을 그리지는 않지만, 어느정도 들어맞는 것을 볼 수 있다.
결론적으로 각각의 실험에서 비례하는 원인들을 합해보면 임을 알 수 있는데, 이 식은 실제 이론값 에 들어맞음을 알 수 있다. 전기력은 전류, 도선과 자기장의 세기, 그리고 도선과 자기장 사이의 각도의 sin값, 즉 도선벡터와 자기장벡터의 외적에 비례한다. 벡터끼리의 외적에 비례하는 것에서 자기력 또한 벡터값임을 알 수 있다.
전체적인 오차원인은 일단, 실험기구에 있었다. 실험기구 중 무게를 잴 때 0점이 맞는 무게를 찾아 재야하는데 0점을 맞추기 위해 이래저래 무게를 바꾸어보아도 저울이 제대로 움직이지 않을뿐더러, 위로 치면 위에서 멈춰있고 아래로 치면 아래로 멈춰있곤 했기 때문에 이 값이 실제 0점에 있는 건지 아닌 건지 알 수 없었다.
그리고 실험 4를 제외한 실험 1, 2, 3에서 도선을 자기장 속으로 넣을 때 도선 위치가 너무 자석 안쪽으로 들어가면 자석이 올라가는 것을 방해해 0점을 잴 수 없었고, 너무 위쪽으로 올라가면 충분한 자기장이 통과하지 않아 제대로 자기력이 생기지 않으므로 저울에 그 값이 제대로 측정되지 않았다.
또 다른 오차원인은 자석에 있다. 자석을 같은 극끼리 맞추어 끼울 때 자석의 반반력에 의해 제대로 고정되어 있지 않아 유리테이프로 억지로 고정시켰는데, 이 테이프가 자기장 발생에 영향을 끼쳐 제대로 된 값을 주지 못 했을 수도 있다. 또한 우리가 처음 실험할 때 자기장이 생겨나는 방향을 고려하지 않아 자석을 제대로 꼽아서 사용하지 않았더니 실험값이 엉망으로 나왔었다. 물론 이 실험값들은 제대로 꼽아서 측정한 것이지만 이런 실수 또한 오차를 만드는 원인이 될 수 있다.
그 외의 자잘한 오차원인으로서는 도선의 저항 등을 들수 있다.

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