2-5 암페어 법칙(자기장 측정)

목차

1. 실험결과
2. 결과분석
3. 결론
4. 참고문헌

본문내용

실험 결과로 나타나는 데이터는 그 수치가 매우 작기 때문에 실험 오차로 받는 영향이 비교적 컸을 것이다. 톱니막대를 움직일 때, 상하좌우로 유격이 있어 일직선상에서 정확하게 움직일 수 없었고, 그래프 상에서 매우 들쭉날쭉한 결과로 나타났다.
직선도선에서 자기장의 세기를 도선으로부터의 거리 r에 따른 함수로 놓는다면. 자기장의 세기 B는 B(r)=ℳoI/2πr 로 나타낼 수 있다. 흐르는 전류는 5A로 하였고, 투자율은 주어졌으므로 결국 B는 1/r 과 비례, 즉 r과 반비례하게 될 것이다. 그래프의 모양에서 보다시피 r과 b는 반비례 곡선의 모양을 띄고 있다.
원형도선의 경우도 그래프는 감소하는 모습을 보인다. 이는 r과 b가 반비례하다는 사실을 알 수 있게 해준다. 그런데 직선도선에서의 그래프 모습과는 다른 감소형태를 띈다. 직선도선그래프 보다는 감소폭이 조금 더 컸다. 중심지점의 B는 B(0)=ℳoI/2R의 직선도선과 같은 형태를 띈다.
반지름만큼의 거리에서는B(R)=ℳoI/4*2(1/2)*R 의 형태를 띄기 때문에 R은 B와 반비례한다고 보기 쉽다. 하지만 저 함수의 기본 형태는 B(x)=ℳoIR2/2(R2+x2)3/2 이다. 따라서 B는 R-3/2와 비례할 것이고 결과적으로 그림과 같이 감소폭이 직선도선보다 크게 나타난다.
솔레노이드의 경우 그래프는 log그래프처럼 증가폭이 점점 감소하는 형태를 띠었다. 이론에 의하면 솔레노이드 내부의 자기장은 B=ℳoIn으로 표시할 수 있는데 여기에는 R이라는 변수가 없다. 그러므로 솔레노이드에서의 자기장은 R과 아무런 상관이 없다는 것을 의미한다. 하지만 실험결과에서의 그래프는 그렇지 않았다. 솔레노이드의 길이가 무한하지 않고 유한하기 때문이었다. 길이가 무한하지 않기 때문에 중심축으로 갈수록 내부 자기장이 일정해지는 모습을 보여야 하는데, 그래프에선 그런 모습이 잘 나타난다.

참고 자료

연세대학교 물리실험실 사이트(http://phylab.yonsei.ac.kr/)
대학물리학 13판