[물리 실험 보고서] 2-4. 암페어 법칙 (결과 보고서)

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목차

5. 실험결과
　A. 직선도선에서의 자기력 측정
　B. 원형도선에서의 자기력 측정 (R = 3cm)
　C. 원형도선에서의 자기력 측정 (R = 4cm) ; 그림은 B에서의 Run #2에 해당한다.
　D. 솔레노이드에서의 코일 상수 측정
　E. 솔레노이드에서의 자기력 측정

6. 결과 분석
　(1) 암페어 법칙, 비오-사바르의 법칙
　(2) 실험 DATA 분석

7. 오차의 원인

8. 생각해볼 사항

9. Reference

본문내용

. 코일 내부의 자기장은 거의 동일하다. 그러므로 중앙에서 반경방향으로 움직였을 시에는 자기장의 변화가 거의 없다고 볼 수 있다. 그러나 급격하게 움직였다고 가정하였으므로 약간의 변화를 보일 수도 있다.
(2) 코일의 중심선 상에서 한쪽 끝에서의 자기장은 중앙에서의 자기장 값과 약 얼마나 차이가 나는가? 이론적 공식으로도 유도해보라.
☞정량적으로 알아보자. 인데, 이고, 끝에서의 보정계수는 . 그러므로 가 된다.
이번에는 이를 정성적으로 생각해보자. 중심에서의 자기장에 비해 한쪽 끝에서의 자기장 값은 이 곱해져 있고 루트 안의 반지름의 제곱에 4가 곱해져 있지 않은 것을 볼 수 있다. 하지만 자기장의 값에 비해 반지름의 크기가 워낙 작다보니 4R2≒ R 으로 계산을 하면정도의 값을 갖는 것을 볼 수 있다.(실제로 R의 값은 자기장의 크기에 비해 매우 작다.)
(3) 자기장의 축방향 성분과 반경방향 성분을 비교함으로써 솔레노이드 내부의 자기장 선분의 흐름과 방향에 대해 어떤 결론을 낼수 있는가?
☞ 솔레노이드 내부의 자기장은 반경방향으로는 변화가 없는 것으로 나타났다. 그러므로 자기장은 자기장의 변화가 있는 축 방향으로 흐를 것이다.
(4) 측정된 자기장 (축방향) 값의 이론값에 대한 오차가 존재한다면 어떠한 요인에 의해 발생하는 것일까?
☞ 코일이 아무리 같은 도선으로 만들어 졌다고 해도 코일을 팽팽하게 감으면서 도선이 늘어 날 수가 있다. 그러면 단위길이 당 감은 도선의 수가 다를 것이고 그 때문에 자기장의 크기가 변화 할 수 있다. 또한, 우리가 실험을 할 때에 버니어 캘리퍼스로 솔레노이드의 중점을 재기는 했으나 만약 그 과정에서 오차가 생겨 센서가 솔레노이드의 정 중앙에 놓이지 않았으면 솔레노이드 끝 부분까지의 거리와 각도가 달라져서 이론값과 측정값이 차이를 보일 수 있을 것이다.
(5) 코일의 중심을 원점으로 잡고 중심으로부터의 거리를 x라 하면 자기장의 크기B를 x의 함수로 나타내고 그래프를 그려보아라.
☞
위의 그림에서, x의 좌표를 가진 임의의 점을 잡고 그곳에 작용하는 자기장의 크기를 구하는 것이 질문이다.
=이 된다.
9. Reference
A. http://phylab.yonsei.ac.kr
B. Physics, Serway, 6th edition
C. Fundamental of Physics; Halliday, Resnick, Walker 7th Edition. Wiley(2005)

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