일반물리학실험보고서-유도 기전력

소개글

일반물리학실험보고서-유도 기전력에 대한 보고서 자료입니다.

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. 질문 및 토의
10. 참고 문헌 및 출처

본문내용

를 일정하게 증가시킴에 따라 유도기전력도 전류에 따라 정비례 관계를 나타냄을 그래프를 통해 확인할 수 있었다. 이 실험은 실험 1과 달리 코일을 다 넣고 실험하기에 오차는 실험 1보단 작았다(실험 1의 평균 오차 : 4.61%/실험 2의 평균 오차 : 3.87%). 작은 양의 오차가 일어난 이유로는 전류를 0mA에서 100mA까지 20mA씩 늘리며 맞추어 줄 때 정확한 전류를 측정하지 못했기 때문이다. 실험 3에서는 진동수를 변화시켜 주며 이에 따른 유도기전력을 측정하였다. 진동수가 클수록 유도 기전력이 커진다는 점을 통해 진동수와 유도기전력이 정비례 관계임을 알았다. 그리고 진동수가 500Hz일 때의 상대 오차가 다른 값보다 커졌는데 이는 진동수가 커질수록 불균일한 자기장에서 항이 더 커져 상대오차를 더 늘린다고 볼 수 있다. 실험 4는 단면적에 따른 유도기전력을 알아보았다. 내부 코일의 단면적이 증가 할수록 빠져나가는 자기다발이 줄기 때문에 단면적의 증가에 따라 상대오차는 작아진다는 추론이 가능하다. 마지막으로 실험 5의 측정값에서는 두 가지를 알 수 있다. 첫 번째는 내부 코일의 감은 횟수가 많을수록 유도 기전력이 크다는 것을 알 수 있다. 두 번째는 감긴 횟수가 558N일 때는 상대오차가 11.49%, 800N일 대는 상대오차가 8.95%, 1100N일 때는 4.22%이라는 것을 통해 코일의 감은 횟수가 많을수록 상대오차가 줄어듦을 알 수 있다. 이론상으로 코일의 감은 횟수가 많을수록 이상적인 코일에 근접한다고 보여 지며 측정값은 이론값에 가까워진다고 볼 수 있다. 따라서 실험값 또한 이 원리로 상대오차가 줄어들었다고 할 수 있다.
5개의 실험에서 오차가 나타난 공통적인 이유로는
1. 기기 내부의 저항
2. 실험한 코일의 형태가 실험에 가장 적합한 형태가 아니기 때문
(이론적으로 가장 이상적인 코일은 코일의 길이가 원통의 지름보다 매우 길며 코일 내부 자기장이 균일하여야 하지만 실제로 실험에서 사용된 솔레노이드의 내부 자기장이 균일한지 확인할 방법이 없었다.)
8. 결론
본 실험을 통해 솔레노이드 코일을 이용한 유도기전력에 변화를 주는 물리량(감은횟수, 진동수, 전류)들을 살펴볼 수 있었고 오차를 만드는 요인들에 대해 고찰해 볼 수 있었다. 먼저 솔레노이드를 통해 자기다발의 크기를 변화시켜 줄 경우 솔레노이드가 만드는 자기장에도 변화가 유도되며 이는 유도기전력을 생성한다. 자기장의 변화에 유도기전력은 비례하며 식에서 을 통해 진동수(이므로 각속도와 진동수는 비례), 감은 수, 전류는 비례함을 예측할 수 있었으며 상대오차 10%미만의 비교적 정확한 실험을 통해 이론은 타당하며 실험 목적을 달성하였고 비례식의 관계 또한 검증되었다고 볼 수 있다.
한편, 식에 따라 유도기전력이 감은 수, 단면적에도 비례함을 예상할 수 있었으며 그 값이 커질수록 상대오차는 줄어듦을 알 수 있었다. 아쉬운 점은 내부 자기장이 균일한지 확인할 방법이 없었다는 것이다. 좀 더 이상적인 코일을 가지고 실험을 하였다면 결과 값이 좀 더 이론값에 근접 할 수 있었을 것이다.
9.질문 및 토의
Q. 이 실험 장치로부터 변압기의 변압기는 하나의 코일이 다른 코일에 전류를 유도할 수 있도록 해주는 마이클 패러데이의 상호 인덕턴스 원리를 이용한다.
원리를 이해할 수 있는가? 할 수 있다면 추가로 어떤 측정을 더 해야 하는가? 할 수 없다면 그 이유를 설명해 보자.
A. 가능하다고 본다. 솔레노이드 코일을 2개(A, B)준비 후 똑같은 실험을 둘 다 진행한다. 두 코일을 붙여서 실험을 진행하며(외부에서 내부로 들어가는 자기선속이 A, B 모두 서로에게 영향을 끼칠 수 있도록) 이때 한쪽 솔레노이드 코일을 전류와 같이 연속적으로 변화를 줄 수 있는 물리량에 변화를 주면서 실험을 진행 한다. A 코일의 자기 선속이 변화하면서 근접해 있는 B 코일에도 영향을 미친다. 따라서 B코일에도 자기선속이 변화하며 이는 이번 실험의 원리처럼 유도기전력에 변화를 일으키며 변압기의 원리에 해당한다고 볼 수 있다.
10. 참고 문헌 및 출처
1. 일반물리학실험(청문각) 사진:구글(www.google.com)2. 일반물리학 실험실
3. 변압기 : 네이버 지식 백과
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=798727&cid=43121&categoryId=43121
4.일반 물리학 실험(제4판)
페이지/p.249~251(ch27. 유도기전력)
저자/대학교 물리학교편찬위원회
펴낸곳/청문각

키워드

유도 기전력,   실험보고서,   결과보고서,   결과에 대한 논의,   실험결과,   결론