[일반물리실험] 전자기 유도

본문내용

류를 흐르게 두면 지자기의 방향과 도선으로부터 생기는 자기장의 합력 방향으로 나침반의 바늘이 편향하게 된다. 이때, 나침반의 바늘이 45°가 될 때의 지구 자기장의 수평성분값을 앙페르의 법칙을 이용하여 지자기의 힘의 양을 알 수 있다.
실험 (3) : 자석과 코일사이에 상대적인 운동이 있으면 회로에는 전류가 발생한다. 유도전류에 의한 이 자기장은 외부의 자기장의 변화에 반대되는 방향으로 발생한다. 또한, 자석의 세기를 더 강하게 할수록, 자석의 움직임을 더 빠르게 할수록 유도되는 전류의 세기는 더 커지게 된다.
실험 (4) : 자석이 도체판을 향하여 접근할 때에 도체판을 통과하는 자기선속은 점차 증가하게 되므로 도체판은 이와 같은 자기선속의 증가를 거부하려한다. 그리고 자석을 도체판에 평행하게 움직인다면 장의 불균일성에 의해서 운동하는 자석의 앞쪽으로는 증가하는 자기선속을, 뒤쪽으로는 감소하는 자기선속을 만들게 된다. 이 때, 자석의 앞쪽으로는 반시계방향의 전류가, 뒤쪽으로는 시계방향의 유도전류가 판에 흐르게 되는데 이를 맴돌이 전류라고 한다. 그렇기 때문에 자석에 대해 아연판을 수직, 수평으로 움직일 때, 밀림과 끌림을 경험하게 되는것이다.
실험 (5) : 강자성체는 외부 자기장이 가해지면 외부자기장과 같은 방향의 자기모멘트를 갖고있는 구역들의 크기가 증가하는 반면에, 반대 방향으로 놓여있는 구역들의 크기는 감소한다. 그렇기 때문에 알루미늄 막대와 달리 철 막대에서는 직류전원장치를 켰을 때, 나침반의 바늘이 더 편향되고, 직류전원장치를 껐을 때, 나침반의 바늘이 반대로 편향되는 것이다.
[5] 오차 논의 및 검토
실험을 하면서 오차가 생겼다고 느낀 적은 없었다. 정밀하게 실험을 하여, 실험값을 도출하는 실험이 아니라 눈으로 인식할 수 있을 정도의 실험 결과가 나타나기만 한다면 되므로 오차가 있었다고 해도 결과에 큰 작용을 하지는 못할 것이다.
만약 오차가 있었으면 나침반을 사용하여 실험을 한 두 번째 실험과 다섯 번째 실험에서 오차가 발생하였을 것이다. 나침반의 바늘은 워낙 미미한 자기장의 영향으로도 쉽게 편향될 수 있고, 테이블에서 떨어뜨려 실험을 하였다 해도 100%영향을 받지 않은 것이 아니므로 오차가 생겼을 수도 있다고 생각한다.
[6] 결론
이 실험을 하면서 자기장내에서 전류가 흐르는 도선은 자기력을 받는다는 것을 관측하였고, 그 방향은 오른손의 엄지손가락을 전류의 방향으로, 네 손가락을 자기장의 방향으로 두었을 때 손바닥의 방향임을 실험을 통해 알 수 있었다.
또 앙페르의 법칙을 이용하여 전류도선이 만드는 자기장의 크기를 이용하여 지자기의 수평성분값을 구할 수 있음을 확인하였다.
세 번째 실험에서 자석과 코일 사이의 상대적인 운동이 있으면 회로에는 전류가 발생한다는 패러데이의 유도법칙을 확인할 수 있었다.
또한, 맴돌이전류를 직접 발생시켜 자이로드롭의 원리를 이해할 수 있었고, 자화되지 않은 강자성체에 외부 자기장을 가했을 때, 강자성체 내부의 자기장이 크게 증가하는 현상을 관찰하고 강자성체의 성질을 이해할 수 있었다.

키워드

전자기,   전자기유도,   전자기 유도