일반물리실험 코일내의 자기장 결과

본문내용

에 형성되는 자기장을 측정한 결과 코일 내부에 생기는 자기장의 크기는 코일의 감긴수에 비례하는 것을 볼 수 있었다. 측정한 결과들을 가지고 그래프를 그려보면 코일의 감긴수가 증가함에 따라 선형적으로 증가하는 자기장의 그래프를 볼 수 가 있다. 그래프의 기울기는 0.01로 코일의 감은수를 변화시키는 동안 고정되어진 값에 의한 비례 상수 값이며 0.005는 앞의 실험과 마찬가지로 지구의 자기장과 인체에서 발생하는 자기장, 그리고 주위 전선에서 발생하는 자기장들의 합으로 판단된다.
2. 고찰
- 이번실험의 목적은 코일 중앙의 자기장이 코일의 감긴수와 코일을 흐르는 전류와 어떤 관계가 있는지 알아보는 것이다. 실험결과를 살펴보게 되면 코일 중앙의 자기장은 코일의 감긴수에 비례하고 또한 코일의 흐르는 전류에 비례하는 것을 볼 수 있었다. 이 결과는 실제로 코일중앙의 자기장을 구하는 이론적인 식과 일치한다. 이론적인 코일 중앙에서의 자기장의 크기는 로 코일이 감겨진 수 n에 비례하고 코일에 흐르는 전류의 값에 비례하며 는 투자율로 비례상수이다. 코일의 감은 수가 증가한다는 것은 여러 개의 고리를 평행하게 겹치는 것과 마찬가지이므로 고리를 여러 개 겹치게 되면 각각의 장들은 중첩되어 결과적으로 알짜 자기장은 증가하게 된다는 것을 예상할 수 있으며 이것은 각각의 고리에 같은 방향의 전류가 흐른다는 가정 하에 성립될 것이다. 그리고 자기장의 근원은 운동하는 전하에 의한 것이므로 전류의 세기가 커지게 되면 단위 면적당 단위시간당 운동하는 전하가 많아지는 것이므로 자기장의 세기가 커질 것이라고 예상할 수 있다.
실험결과에서 많은 오차가 발생한 것은 아니지만 깨끗한 선형의 그래프를 얻을 수 없었는데 이는 코일에서 발생하는 자기장 외에 외부적인 요인에 의한 자기장 때문이라고 생각한다. 코일외에도 주위에 전류가 흐르는 많은 전선들에 의한 자기장, 지구의 자기장, 그리고 인체에서 발생하는 자기장들이 합쳐져 정확한 수치를 얻을 수 없었으며 자기장을 측정하는 센서주위에서 움직일 때마다 측정되는 자기장에 변화가 생기는 것을 볼 수 있었다.
이번실험을 통하여 코일에 흐르는 전류에 의해 생기는 자기장의 크기가 어떤 요인들에 의해 달라지는지 잘 알 수 있었던 시간이었다. 평소에는 그냥 당연한 것으로 받아들이던 사실들을 실험을 직접 해보고 결과들을 가지고 실험 보고서를 쓰면서 왜 그렇게 되는지 까지 생각해보는 좋은 시간을 가진 것 같다.

키워드

코일,   자기장,   사각형상자`