공학기초물리실험 -전자기 유도

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공학기초물리실험 -전자기 유도에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

: 1의 값이 44.44 : 1로 변화하였으므로, 약 2.5배정도만 변화하는 모습을 보였다. 그러므로 승압기의 경우에 철심의 유무에 따라 유도전압의 변화가 더 커진다.
d) 왜 이 실험에서는 직류(DC)전압 대신 교류(AC)전압을 사용했을까? 만약 직류를 사용한다면 어떻게 유도전압을 만들어낼수 있을까?
: 유도 기전력을 발생시키기 위해서는 자기플럭스의 변화가 필요하기 때문이다. 교류전기는 주기적으로 전류의 방향이 변하기 때문에 주변의 자기장 플럭스가 바뀐다. 직류전압을 사용하여 유도전압을 만들기 위해서는 물리적으로 도선에게 변화를 주어서, 그에 따른 플럭스의 변화율 이 변하게 해주어야 한다.
7. 결과 분석 및 토의
유도 기전력을 구하는 실험에서 사용한 막대자석은 양쪽의 극성이 다르기 때문에 코일에서 가까워질 때와 코일에서 멀어질 때의 그래프의 부호가 서로 다르게 나타났다. 코일에 가까이 다가갈수록 유도전압의 세기가 세져 자석의 끝부분에서 최대값을 가지고, 자석이 코일의 중앙지점에 오면 유도기전력은 0이 되며 다시 반대전압의 기전력이 유도되는 것이다. 이때 상반부의 면적과 하반부의 면적을 더하면 0이 되는데 이를 통해 우리는 두 유도전압이 크기가 같고 방향이 반대인 것을 알 수 있다. 오차의 원인으로 그래프의 모양에서 아래쪽 피크의 면적이 더 넓은데, 그 이유는 중력에 의해 가속도가 붙은 자석 때문에 가 시간이 지날수록 작아지기 때문에 나중에 나타난 상단부 그래프의 면적은 먼저 나타난 하단부 그래프의 면적보다 작다. 게다가 면적을 측정할 때 범위를 설정함에 따라 각 피크의 면적이 달라지기 때문에 이를 감안하고 정확한 범위를 지정해주었어야 했다.
변압기 실험에서 1차 코일에 도선이 감긴 횟수가 2차 코일에 도선이 감긴 횟수보다 작다면(), 2차 코일에 더 큰 전압이 유도되어 승압의 효과를 가져 온다. 반대로 1차 코일에 도선이 감긴 횟수가 2차 코일에 도선이 감긴 횟수보다 많다면(), 2차 코일에 더 작은 전압이 유도되어 강압의 효과를 얻게 된다. 코일 내부에 코어막대가 있을 때와 없을 때를 비교해보면 코어막대가 있을 때 승압효과가 더 컸고, 코어막대가 없을 때 강압효과는 더 컸다. 이것은 코어 막대가 의 크기를 같게 해주는 역할을 해주었기 때문이다. 코어 막대가 없어진다면 식이 성립하지 않기 때문이다. 각 코일의 감은 수의 비율(1:12.3)보다 AC 전압의 크기 비가 더 작기 때문에 승압되는 비율보다 강압되는 비율이 더 크다. 이번 실험에서 발생한 오차의 원인을 생각해본 결과 도선의 저항에 의한 전력손실을 생각해 볼 수 있었다. 도선의 저항을 최대한으로 줄이지 못하였기 때문에 이런 일이 발생한 것으로 생각한다. 게다가, 그래프가 smooth 하지 않았기 때문에 정확한 최대값과 최소값을 측정하기 어려웠다.
8. 참고문헌
http://phya.yonsei.ac.kr/~phylab/ - 연세대학교 일반물리학실험실 -
http://cyberschool.co.kr/html/text/phy/phy2/phy223.htm - 사이버 스쿨 -

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전자기 유도,   유도 기전력,   변압기