부산대학교 전류가 만드는 자기장

목차

1.실험 목적
2.실험 원리
3.실험 기구 및 재료
4.실험 방법
5.측정값
6.실험 결과
7.결과에 대한 논의
8.결론
9.참고문헌 및 출처

본문내용

1)실험 목적
교류전류가 흐르는 도선에서 발생하는 자기장을 탐지 코일에 유도되는 기전력을 측정하여 구한다. 이로써 직선도선, 원형 도선 주변 및 솔레노이드 내부의 자기장 세기의 분포를 구하고 Faraday 유도법칙과 Biot-Savart 법칙에 대해 배운다.

2)실험 원리
(1) 전류가 만드는 자기장
Ampere 고리 내부의 알짜 전류를 라고 하면 Ampere 법칙은 다음과 같다.

여기서 는 투자상수이며 그 값은 이다.
1)긴 직선 도선에 흐르는 전류가 만드는 자기장
전류 가 흐르는 무한히 긴 직선도선을 중심으로 반지름이 인 Ampere 고리에서 자기장의 크기 는 고리 위의 모든 점에서 같다. 길이요소 의 방향을 잡고 반시계 방향으로 적분하여 Ampere 법칙을 적용하면 를 얻는다. 즉,

2) 원형 전류고리가 만드는 자기장
Biot-Savart 법칙과 오른손 법칙에 의하면 전류요소 가 만드는 자기장 는 와 에 모두 수직하므로 지면과 같은 평면에 있다.
를 중심축에 평행한 성분 과 수직한 성분 로 나누면 고리의 모든 전류요소에 대해 수직성분 의 합은 대칭성에 의해 0이 된다. 따라서 점에서의 자기장은 축에 평행한 성분만 나믄ㄴ다. 에 대해 Biot-Savart 법칙을 적용하면 자기장은 이며 이므로 이다. 과 를 로 표현하여 위 식에 대입하면 는 가 되며 , , 가 모든 에 대해 대해 같은 값을 가지고 이므로 적분하면 가 된다.

참고 자료

일반물리학실험 (부산대학교 물리학교재편찬위원회, 청문각, 제 5판, 2019)