콘덴서 충방전, 패러데이 법칙 실험 결과 보고서

목차

Ⅰ. 요약
1. 실험목적
2. 이론 및 원리
1) 패러데이 법칙 실험
2) 콘덴서의 충·방전 실험

3. 실험장비 및 과정
1) 패러데이 법칙 실험
2) 콘덴서의 충·방전 실험

Ⅱ. 결과 및 토의
1. 패러데이법칙 실험
2. 콘덴서 충방전 실험

Ⅲ. 참고문헌

본문내용

1. 실험목적
● 코일을 자기장 안에서 회전시켜 전자기 유도 현상을 확인하고, 이 때 발생하는 전위차를 측정하여 페러데이의 유도 법칙을 정량적으로 이해한다.
● 저항과 콘덴서로 이루어진 회로에서의 콘덴서에 인가되는 전압의 시간적 변화를 관측하고 회로의 용량 시간상수를 구한다.

2. 이론 및 원리
패러데이 법칙 실험
[그림 1]

자기장의 변화를 통해 기전력이 어떻게 유도될 수 있는지 보기 위해서 [그림1]에서 나타낸 것처럼 민감한 전류계로 연결된 도선 고리를 살펴보자. 자석이 고리 쪽으로 움직일 때 전류계의 바늘이 한 방향으로 편향되는데, 그림 (a)와 같이 임의로 오른쪽으로 편향되었다. 자석이 멈추어 고리에 대해 정지하게 되면 (b)와 같이 바늘이 편향되지 않는다. 자석이 도선 고리에서 멀어지게 움직이면, 바늘은 (c)와 같이 반대 방향으로 편향된다. 마지막으로 자석을 정지시키고 고리를 자석 쪽으로 혹은 그 반대로 움직여도 바늘은 편향된다. 이러한 관찰에서 자석이 고리에 대해 상대적으로 움직이는 것을 고리가 감지한다고 추정하고, 이 감지를 자기장의 변화와 관련시킨다. 따라서 전류와 변하는 자기장은 어떤 연관성이 있어 보인다.

이러한 결과는 회로에 전원이 없는 경우에도 전류가 만들어 질 수 있다는 관점에서 볼 때 매우 놀라운 것이다. 이 전류를 유도 기전력에 의해 발생된 유도전류라고 한다.

[그림 2]

이제 패러데이가 처음으로 수행한 [그림 2]와 같은 실험을 살펴보자. 1차 코일은 스위치와 전지에 의해 연결되어 있다. 이 코일은 철심에 감겨 있고, 스위치를 켤 때 코일에 흐르는 전류는 자기장을 만든다. 2차 코일 역시 철심에 감겨있고, 민감한 전류계에 연결되어 있다. 2차 회로에는 전지가 없으며, 2차 코일은 1차 코일과 전기적으로 연결되어 있지 않다. 2차 회로에서 감지되는 어떠한 전류든지, 분명히 외적 원인에 의해 유도되었을 것이다.

참고 자료

일반 물리 실험 교재
최신대학물리학 (Raymond A. Serway, John W. Jewett 저, 북스힐)
http://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%B6%95%EC%A0%84%EA%B8%B0
http://hdsci.com/bbs/skin/product_form/show_pic.php?file=data/product/PICT0088.jpg