실험18 전류와 자기장, lenz의 법칙

소개글

아주대학교 물리학실험2 2012학년도 2학기 A+ 보고서입니다.

목차

[1] 측정값 및 계산


[2] 토의
1. 질문에 대한 토의
2. 실험과정 및 결과에 대한 검토

본문내용

질문 1. 위에서 측정한 자기장의 방향은 전류의 방향으로부터 예측할 수 있는 자기장의 방향과 일치하는가? 전류의 방향으로부터 자기장의 방향을 기술하는 물리학의 법칙은 어떤 것 있는가?
자기장의 방향은 일치한다. 전류의 방향으로부터 자기장의 방향을 설명하는 물리학의 법칙에는 앙페르의 법칙(오른나사의 법칙)과 플레밍의 왼손법칙이 있다. 실험1 결과 값을 보면 지표면과 수직으로 세워진 원형도선에서 전류의 방향이 시계방향으로 흐를 때는, 지표면의 위치에서 자기장의 방향은 서쪽이다. 그리고 반대로 전류의 방향이 반시계 방향일 때에는 지표면의 위치에서 자기장의 방향이 동쪽을 가리키게 된다. 즉, 전류가 시계방향으로 흐를 때는 나침반이 서쪽을, 전류가 반시계방향으로 흐를 때는 나침반이 동쪽을 나타냈다.

질문 2. 영점보정을 할 때 자기 센서의 축을 동서방향으로 정렬하는 이유는 무엇인가?
지구의 자기장은 남북방향이다. 그래서 동서방향은 지구의 자기장과 수직이기 때문에 지구 자기장의 영향이 최소가 된다. 따라서 지구 자기장의 영향을 줄이기 위해서 자기 센서의 축을 동서방향으로 정렬하여 영점보정을 하는 것이다.

질문 3. 위의 그래프에서 이론값의 직선은 실험데이터와 얼마나 잘 일치하는가? 자기장이 전류에 정비례함을 확인하였는가?
실험2a 기준으로 평균오차 1.75%정도로 작은 오차를 가지고 있다. 측정값과 계산값 그래프를 보면 직선은 이론값에 의한 그래프이며 점은 실험데이터이다. 직선으로부터 점이 조금씩 벗어나 있긴 하지만 대체적으로 그래프의 형태는 1차형식의 직선을 나타내고 있다. 즉 전류와 정비례하게 자기장의 세기가 증가함을 볼 수 있다. 따라서 자기장과 전류는 정비례관계라라는 것을 확인할 수 있다.

참고 자료

물리학실험 제10판 아주대학교출판부 p153-158
대학물리학 북스힐 raymond a serway p702-706 728