18. 전류와 자기장,Lenz의 법칙

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18. 전류와 자기장,Lenz의 법칙에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

위의 그라프에서 이론값의 직선은 실험데이터와 얼마나 잘 일치하는가? 자기장이 전류에 정비례함을 확인하였는가?
=> 측정값과, 이론값을 그래프로 나타내었고, 그 두그래프 간에는 큰 차이가 없어 보인다. 일단 측정값에 해당하는 그래프는 자기장이 전류에 정비례함을 나타내주고 있고, 이론값또한 마찬가지이다. 그리고 이론값과 측정값간의 오차는 10% 내외로 큰 차이를 나타내지 않는다.
4. 자기장이 원형도선 중앙의 값에서 5%이하로 감소하는 거리는 대략 얼마인가?
=> 측정값기준 : 19.532*0.05 = 1 이고, 이에 해당하는 곳은 약 25~30cm 지점이 된다.
계산값기준 :　의 식을 이용하여 계산하면, 약 26.5cm 가 된다.
측정값과 계산값이 같은 범위에 포함된다. 이를 통하여, 측정값과 계산값의 구분없이 자기장이 원형도선 중앙의 값에서 5%이하로 감소하는 거리는 대략 25~30cm 정도가 된다.
5. 위의 그림들이 Lenz의 법칙과 일치하는지 설명하여라.
=> 예비보고서를 통해 확인한 Lenz의 법칙은 “자기장이 변화하면 유도전류 또는 유도기전력을 일으키는 현상도 있다. 이현상을 전자기유도라고 한다.
자기장의 변화에 의해 발생하는 유도기전력의 방향은 자기장의 변화를 방해하는 방향으로 발생하며, 이를 Lenz의 법칙 이라 한다.“ 였다. 그리고, 이러한 Lenz의 법칙의 원리는 N극을 코일에 접근시킬 경우 코일을 지나는 자기력선은 증가하고, 자기력선의 증가를 방해하는 방향으로 자기력선이 생기도록 유도전류가 흐르게 된다. N극을 코일에서 멀리하면 코일을 지나는 자기력선은 감소하게 되고, 자기력선의 감소를 방해하는 방향으로 자기력선이 생기도록 유도전류가 흐른다. 이와 같은 원리가 Lenz의 법칙이다. 위의그림은 이러한 원리를 충분히 나타내주고 있으므로, Lenz의 법칙과 일치한다고 볼 수 있다.
실험과정 및 결과에 대한 검토
이번 실험은 전류가 흐르는 원형도선의 자기장을 관찰하고, 자기장과 전류와의 관계 자기장과 거리와의 관계를 검토하고, 또 이 원형도선에 외부자기장을 가하여 이를 변화시킬 때 유도기전력이 발샘함을 관찰하는 것이 목표가 되겠다. 이 목표를 달성하기 위하여,
첫 번째 실험에서는 원형코일과 나침반을 이용하여 자기장의 방향을 측정하였고,
두 번째 실험에서는 원형코일의 대칭축에 있는 자기장의 세기를 측정하는 것이었다. 대칭축에 있는 자기장의 세기를 측저한 결과 거리가 멀어짐에 따라 지수꼴로 자기장이 낮아짐을 확인 할 수 있었다. 마지막 세 번째 실험은 정지해 있는 자석을 재빠르게 움직여, 를 발생시키고 이에 상응하는 유도기전력이 어느방향으로 얼만큼 생성되는가를 측정하는 것이 목표였다. 이러한 과정을 통해서, 자기장의 방향, 원형코일의 중심으로부터의 거리와 전압의 변화, 그리고, 순간적인 자기장의 변화에 따른 유도기전력을 측정할 수 있었고, 이를 통하여 자기장과 전류와의 관계를 다시한번 더 검토해 볼 수 있는 계기가 되었다.
참고문헌
아주대학교 출판부 「물리학 실험 제 10판」
Raymond.A.Serway 「대학 물리학」

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18. 전류와 자기장,   Lenz의 법칙,   전류와 자기장