[물리 실험 보고서] 전자기유도 실험보고서 (결과 보고서)

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목차

5. 실험결과
　A. 유도기전력 : 자석 하나를 떨어뜨렸다. 이 때 관찰된 그래프는 다음과 같다.
　B. 변압기 - 1
　C. 변압기 - 2

6. 결과 분석
　<유도기전력>
　<변압기1>
　<변압기2>

7. 오차의 원인
　A. 오차 원인

8. 질문 사항
　A. 유도기전력에 관한 질문
　B. 변압기에 관한 질문

9. Reference

본문내용

치하게 되므로 자기장의 세기는 더욱 커져, 자석 하나만 떨어뜨렸을 때 보다 더 큰 유도 기전력이 발생할 것이다.
③ 유도전압 그래프에서 최대, 최소, 0 이되는 부분은 자석이 코일을 통과할 때 각각 어느 위치에 해당될까? 코일에는 유도전류가 흐르는가?
- 유도전류, 유도전압이 가장 커질 때는 자석이 코일에 들어가고 나오는 순간이다. 그리고 전압이 0이 될 때는 자석의 중심과 코일의 중심이 만날 때이다. 이 순간은 자기장의 방향이 바뀌면서 유도전류의 방향이 반대로 바뀌는 순간으로, 잠깐 동안 유도전류가 흐르지 않는 것으로 볼 수 있다.
B. 변압기에 관한 질문
① 내부코일이 1차 코일로 사용될 때 전압비는 권수비와 같은가? 발생하는 오차에 대해 어떻게 설명할 수 있는가?
- 같지 않다. 그 이유는 에너지 손실 때문이다. 그리고 우리가 실험하는 솔레노이드가 이상적인 무한길이의 솔레노이드가 아니기 때문에 솔레노이드의 끝부분으로 갈수록 이론값과 실제값이 많이 달라지게 되어 오차가 발생한다.
② 철심이 내부코일로부터 당겨질 때 2차 전압은 왜 변화하는가?
- 철심이 내부코일에 있을 때, 원자 쌍극자가 이미 자기장에 의해서 정렬해 있는 상태이므로 철심도 하나의 자석으로 생각할 수 있다. 따라서, 철심을 당기게 되면 코일 내부의 자기장의 변화가 일어나므로 그것에 따른 유도 전압이 형성되기 때문에 2차 전압이 변화하는 것이다.
③ 왜, 외부 코일이 1차코일로 사용될 때 강압되는 전압 비율은 내부코일이 1차코일로 사용된 승압기의 승압비율 보다 많은 차이를 보이는가?
- 이것 역시 ①의 이유처럼 에너지가 손실되기 때문이다. 즉, 승압할 때는 원래 이론값에 손실된 에너지가 줄어든 만큼 전압이 올라간다. 하지만 강압할 때는 원래 이론값에 손실된 에너지가 줄어든 만큼 전압이 떨어지므로 이런 차이를 보이는 것이다.
④ 승압기와 강압기의 경우 각각 철심을 뺄 때 어느 경우가 유도전압에 더 큰 영향을 미치는가?
- 둘 다 비율로 따져보면 영향이 비슷하다. 그래도 비교한다면, 승압기의 경우 더 큰 영향을 미친다. 승압의 경우 추가적인 자기효과(철심으로 인한 자기장의 보강)로 인한 승압에 미치는 영향이 크기 때문에 그런 것으로 보인다.
⑤ 왜 이 실험에서는 직류(DC)전압 대신 교류(AC)전압을 사용했을까? 만약 직류를 사용한다면 어떻게 유도전압을 만들어낼 수 있을까?
- 위에서 언급했다시피, 직류전압은 스위치를 닫을 때와 열 때만 유도전압을 만들어낸다. 왜냐하면 전류의 변화가 일어나는 시점이 그 시점뿐이고, 전류의 변화란 곧 자기장의 변화이기 때문이다. 그래서 주기적인 전류를 흘려주는 교류전압을 사용하면 계속적인 전류의 변화가 일어나고 그것 때문에 계속적인 자기장의 변화가 일어나서 유도전압을 만들어낼 수 있는 것이다. 만약 직류를 사용하려 한다면, 스위치를 열었다 닫았다 하는 행동을 주기적으로 반복해야 할 것이다.
9. Reference
A. http://phylab.yonsei.ac.kr 연세대학교 물리실험실
B. Haliday 일반물리학 7판, 유도기전력 부분.

키워드

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