유도-코일을 통한 자석(전압 센서)

목차

유도-코일을 통한 자석(전압 센서)


실험장비

실험방법

그래프

데이터

이론

질문

고찰

본문내용

수 있었다.
이론
* 렌츠의 법칙 - 전류고리에 유도되는 전류는 자기다발의 변화를 방해하는 방향으로 흐른다. 자기선속이 증가하고 있으면 감소하도록 나타나고 자기선속이 감소하고 있으면 증가되어 나타난다. (실험의 방향의 이유)
* 패러데이의 법칙 - 고리 둘레에 유도된 기전력의 크기가 고리를 통과하는 자기선속의 변화율에 비례한다. (그래프의 면적)
질문
1) 곡선의 면적이 나타내는 물리적인 의미는?
그 시간동안에 유도된 기전력들의 합을 의미한다.
2) 들어오는 선속은 나가는 선속과 같은가?
조금의 차이를 보이지만 실험에 따르면 나가는 선속이 조금 빠르다.
3) 나가는 피크가 들어오는 피크보다 높은 이유는 무엇인가?
기전력은 시간에 반비례하는데 나가는 피크일 때 자석이 떨어지는 속도가 들어오는 피크 일 때의 속도보다 더 빨라 시간이 줄어들고 선속이 커져 들어오는 피크보다 나가는 피크가 더 높다.
4) 피크의 방향이 왜 반대인가?
자석은 N극과 S극으로 나누어져 있는데 이 극은 각각 당기고 미는 서로 다른 성질을 가지고 있다. 그러므로 데이터 값이 반대 방향으로 나오게 된다. 즉 자석을 가까이 할 때, 코일에 유도되는 전류에 의해 생성되는 자기장은 자석을 밀어내려고 하기 때문에 자석의 자기장과 반대방향으로 유도된다. 반대로 자석을 멀리 하면 유도전류에 의해 생성되는 자기장은 자석을 가까이 끌어당기려고 하기 때문에 자석의 자기장과 같은 방향으로 유도된다.
5) 두 개의 막대자석을 같은 방향으로 해서 묶은 다음 낙하 시켰을 때 어떻게 되었는가? 또는 다른 극끼리(S극과 N극) 같이 묶어서 낙하하는 경우는?
고찰
이번 실험은 유도 코일을 통한 전압 센서를 측정하는 실험이다. 자석을 움직일 때는 코일 내에 자속의 변화가 생기므로 유도전류가 생기고, 자석을 움직이지 않을 때는 자속의 변화가 없으므로 유도전류가 생기지 않게 된다. 그리고 코일을 감은 횟수에 따라서 측정 결과가 다르게 나타나는데, 코일을 많이 감을수록 높은 전압이 생성된다. 이 때 측정되는 값은 위의 실험에서 나타나듯 이 위쪽 면적과 아래쪽 면적이 같은 것을 볼 수 있다. 또한 2번째 피크의 간격이 첫 번째 것보다 좁은데 아마도 떨어지는 속도가 증가하기 때문에 간격이 좁고 피크가 높게 나온 것 같다. 그리고 마지막 실험에서는 헬름홀츠와 코일에 교류전압을 흘렸을 때 sin곡선의 그래프를 얻을 수 있었고 그 이유가 전자기 유도 현상 때문이라는 것을 알았다.

키워드

유도-코일을 통한 자석,   유도-코일,   전압 센서,   자석