[일반물리학실험Ⅱ] 29장. 전류가 만드는 자기장 (결과레포트)

소개글

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목차

1.실험제목
2.날짜, 시간
3.공동실험자 이름
4.측정값, 실험결과
5.질문 및 토의
6.참고문헌 및 출처

본문내용

0
10
1.180
2.770
4.495
38.38
15
1.344
3.155
4.495
29.81
20
1.463
3.434
4.495
23.60
25
1.538
3.610
4.495
19.68
30
1.587
3.725
4.495
17.12
35
1.622
3.808
4.495
15.29
40
1.646
3.864
4.495
14.04
45
1.664
3.906
4.495
13.10
50
1.676
3.934
4.495
12.47
55
1.685
3.955
4.495
12.00
60
1.691
3.695
4.495
11.69
65
1.695
3.979
4.495
11.48
70
1.696
3.981
4.495
11.43
75
1.694
3.977
4.495
11.53
80
1.690
3.967
4.495
11.74
85
1.683
3.951
4.495
12.11
90
1.672
3.925
4.495
12.68
95
1.654
3.883
4.495
13.62
100
1.630
3.826
4.495
14.87
105
1.596
3.746
4.495
16.65
110
1.545
3.627
4.495
19.31
115
1.469
3.448
4.495
23.29
120
1.358
3.188
4.495
29.08
125
1.189
2.791
4.495
37.91
130
0.953
2.237
4.495
50.23
135
0.708
1.662
4.495
63.03
140
0.505
1.185
4.495
73.63
145
0.354
8.310
4.495
81.51
150
0.249
5.845
4.495
87.00
평균
3.187
4.495
29.11
전류는 50mA로 일정하게 유지시켜 주면서 탐지코일을 솔레노이드 내부의 반대쪽 가장자리에 밀착시킨 후 자기장의 변화를 알아보는 실험을 하였다. 탐지코일을 가장자리에서 거리를 5mm씩 일정하게 증가시켜 주었는데 멀티미터에 나타나는 기전력은 점점 증가하다가 최대값을 찍고 다시 감소하는 형태를 띠었다. 기전력의 변화를 이용하여 실험적인 자기장의 크기를 구해본 뒤 그래프로 그려보았더니 위 그래프와 같은 형태의 곡선을 이루었다.(솔레노이드의 가장자리로 갈수록 자기장의 크기가 감소하는 경향을 보였다.)
솔레노이드 내부에서 시간당 자기 다발flux)의 변화 효과에 반대되는 효과를 일으키는 방향으로 기전력이 유도되는데 솔레노이드 바깥쪽으로 갈수록 시간당 자기다발(flux)의 크기가 줄어들게 되고 이에 따라 유도되는 기전력 또한 줄어들게 되는 것이다. 따라서 그래프 상에 서 가장자리로 갈수록 자기장이 감소하는 효과는 자기다발(flux)이 무한히 계속되는 이상적인 솔레노이드와 실제 솔레노이드와의 차이 때문이라고 할 수 있다.
5. 결론 및 검토
이번 실험은 교류전류가 흐르는 도선에서 발생하는 자기장을 탐지 코일에 유도되는 기전력을 측정해보고, 직선도선, 원형도선 주변 및 솔레노이드 내부의 자기장 세기의 분포를 구하고 Faraday 유도법칙과 Biot-Savart 법칙을 실험적으로 증명해보는 실험을 하였다.
첫 번째 실험은 직선전류에 의한 자기장을 알아보는 실험으로, 전류의 세기가 셀수록 그에 따른 유도기전력과 자기장의 크기도 커짐을 실험적으로 알 수 있었다. 또한 직선도선과 탐지코일 간의 거리가 증가할수록 유도되는 기전력의 크기와 자기장의 크기는 감소함을 알 수 있었다.
두 번째 실험은 첫 번째 실험에서 사용한 직선전류 대신 원형고리를 사용해보았는데 앞 실험과 마찬가지로 같은 결과를 다시 한번 확인할 수 있었다.
세 번째 실험은 탐지코일을 솔레노이드 내부에 넣어보면서 자기장의 변화를 알아보는 실험이었는데 앞 실험과 같이 전류의 세기가 증가하면 유도기전력과 자기장의 크기 또한 증가하였다. 탐지코일을 솔레노이드 내부에서 움직여보면서 자기장을 계산해 보았더니 자기장은 거리에 관계없이 일정한 자기장 크기를 가졌지만 솔레노이드의 가장자리로 갈수록 자기장이 감소함을 알 수 있었다.
세 가지 실험들을 통하여 전류와 자기장의 관계, 자기장으로부터 유도되는 기전력과 거리에따른 자기장의 변화 등 각각의 관계들을 직접 확인해 볼 수 있었다. 일반물리학 수업시간에
이론적으로만 접해왔기 때문에 그런 원리들을 바로바로 이해하기가 참 어려웠었는데 이렇게
직접 실험을 해봄으로써 자기장의 원리에 대해 쉽게 접근해볼 수 있었고 여러모로 도움이 많이 된 실험이 되었다.
6. 참고문헌 및 출처
일반물리학실험, 부산대학교 물리학 교재편찬위원회, 청범출판사, p315~323

키워드

일반물리학실험,   물리학실험,   물리실험,   전류가 만드는 자기장,   자기장,   Ampere 법칙,   솔레노이드,   탐지코일