[물리학 실험] 솔레노이드 코일(Solenoid Coil) 의 인덕턴스 측정실험

소개글

솔레노이드 코일(Solenoid Coil) 의 인덕턴스 측정실험에 대한 물리학 실험보고서입니다.

목차

1.실험목적

2. 기본이론
[1]솔레노이드 [solenoid]
[2] 인덕턴스 [inductance]
[3] 오실로스코프 [oscilloscope]
[4] 실험상세 이론

3. 측정

4. 실험에 필요한 장비
⑴ 1차용 필드 코일
⑵ 측정용 2차 코일 세트
⑶ 함수발생기
⑷ 디지털 카운터
⑹ 연결선
⑺ 콘덴서 세트
⑼ BNC 케이블

5. 실험 방법

6.결과

본문내용

1. 실험목적
1차 코일에 낮은 주파수의 구면파를 공급하여 코일과 콘덴서로 이루어진 2차 회로 내에 자유-감쇄 진동을 만들어 낸다. 이미 알고 있는 콘덴서 값을 이용하여 오실로스코프 상에 나타난 진동에서 자연진동수를 측정하여 코일의 인덕턴스를 결정한다.

2. 기본이론

[1] 솔레노이드 [solenoid]
도선을 촘촘하고 균일하게 원통형으로 길게 감아 만든 기기.
솔레노이드 내부의 자기장
외르스테드는 실험을 통해 전류가 흐르는 도선 주위에 자기장이 형성됨을 밝혔다. 도선을 나선형으로 촘촘하고 균일하게 원통형으로 길게 감아 만들어서 전류를 흘리면 원통의 외부에서는 자기장이 거의 0이고 내부에는 비교적 균일한 크기의 자기장이 형성된다. 이 때 내부자기장의 크기는 전류의 크기에 비례하고 단위 길이당 감은 수에 비례한다.
전기에너지를 자기에너지로 바꾸므로 에너지변환장치라 할 수 있고, 전류의 세기를 조정하여 자기장의 세기를 조정할 수 있는 전자석이 될 수 있다.
실생활 속에서의 솔레노이드
솔레노이드에 전류가 흘러 자기장이 형성되면 근처의 철제 물체를 끌어당긴다. 이 성질을 이용하면 관의 개폐를 전기적 신호로 제어할 수 있는 밸브를 만들 수 있다. 압축공기의 유압을 제어하여 자동으로 문을 열고 닫는 버스의 개폐문이나 정수기에서 쓰이는 자동 냉 온수 잠금장치 등이 이러한 솔레노이드 밸브를 사용하고 있다. 또한 버튼을 눌렀다 놓을 때 흐르는 전류를 이용해 철제 종을 쳐서 소리를 내는 현관문의 알림벨도 솔레노이드의 특성을 적절히 이용한 예다.

[2] 인덕턴스 [inductance]
회로를 흐르는 전류의 변화에 의해 전자기유도로 생기는 역기전력의 비율을 나타내는 양으로 단위는 H(헨리)이다. 회로를 흐르는 전류가 변하면 회로를 관통하는 자력선속(磁力線束)도 함께 변한다. 자속의 변화는 전자기유도현상을 일으키고 회로에는 전류의 변화를 방해하는 방향으로 유도기전력이 생긴다. 따라서 자속 변화의 영향을 많이 받는 고리모양의 회로, 특히 코일에서 이 현상이 두드러진다. 전자기유도현상에서 유도기전력의 크기는 자속의 변화율로 결정된다. 하지만 회로 또는 코일의 모양이 일정한 경우 자속의 변화량은 전류의 변화량에 비례하고, 이때 비례상수가 인덕턴스가 된다. 따라서 유도기전력의 크기는 인덕턴스와 전류의 시간당 변화율의 곱으로 표현된다.

참고 자료

없음