암페어 법칙(자기장 측정)

목차

5.실험결과
6.결과분석
7.토의 및 건의사항
<질문>
8.참고문헌

본문내용

? 이론적 공식으로도 유도해 보라.
-> 솔레노이드 코일 내부의 임의의 점을 원점 0으로 잡았을 때, 원점에서의 자기장의 세기는
로 주어진다. 솔레노이드의 길이를 l, 중심을 원점으로 잡으면 중심(x=0;a=b=l/2)과 끝점(x=l/2)에서의 자기장의 세기는
,
이 된다. 그리고 중앙과 끝에서의 자기장의 차이는
가 된다.
각각의 식에 값들을 대입해 보면
(gauss) , (gauss)
값이 나온다. 따라서 중심과 끝점의 자기장의 차이(이론치)는 0.23-0.12=0.11 (gauss) 가 된다.
(3) 자기장의 축 방향 성분과 반경방향 성분을 비교함으로써 솔레노이드 내부의 자기장 선분의 흐름과 방향에 대해 결론을 내릴 수 있는가?
-> 축 방향으로는 자기장의 값이 변하고 반경방향으로는 자기장의 값이 변하지 않는 것으로 추론해 볼 때, 솔레노이드 내부의 자기장은
┎---------솔레노이드-----------┒
(코일 끝) | || ||| |||| ||||| |||| ||| || | (코일 끝)(|:자기장)
중앙 쪽으로 갈수록 자기장이 촘촘해 지는 위와 같이 분포함을 알 수 있다.
(4) 측정된 자기장(축방향) 값의 이론값에 대한 오차가 존재한다면 어떠한 요인에 의해 발생하는 것일까?
-> 1) 주변의 전기기구들의 영향 : 주변에 전류가 흐르는 전기기구들의 영향으로 비록 영점 조절을 해주지만, 파워 서플라이에 전원을 연결하기 전에 영점 조절을 해주므로 파워 서플라이 속에 흐르는 전류에 의한 자기장이 영향을 미칠 것이다. 또한 모니터도 자성을 띄고 있기 때문에 영향을 줄 것이다. : 최대한 다른 전기 기구들과 떨어져서 자기장의 변화를 측정하는 것이 오차를 줄이는데 도움을 줄 것이다.
2) 톱니 막대가 충분이 수평으로 움직이지 않았다. : 실제로 톱니막대를 당기는 과정에서 진동이 있었고 또한 톱니막대가 항상 축 방향에 평행하지 않고 조금 휘는 것을 관찰할 수 있었다. 이것 역시 실험의 오차를 늘리는 한 요인이었을 것이다. : 톱니막대를 좀 더 부드럽고 정확하게 왕복 시키는 것이 오차를 줄이는데 도움이 될 것이다.
(5) 코일의 중심을 원점으로 잡고 중심으로부터 거리를 x라 하면 자기장의 크기 B를 x의 함수로 나타내고 그래프를 그려보라. (수학 프로그램을 사용하여 그래프를 그려보는 것도 좋다.)
-> 자기장 는
와 같이 표현 된다.
8.참고문헌
http://phya.yonsei.ac.kr/%7ephylab/

키워드

암페어 법칙,   자기장,   코일,   보정 계수,   솔레노이드,   원형 도선,   직선 도선