일반물리학2 실험01 - 암페어의 법칙 결과보고서

소개글

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목차

1. 실험목적

2. 이론(요약)
1) 홀 센서의 원리
2) 직선도선에서의 자기장
3) 원형도선에서의 자기장

3. 실험방법(요약)
1) 직선도선에서의 자기장
2) 원형도선에서의 자기장
3) 솔레노이드에서의 자기장

4. 측정값

5. 결과 토의 및 분석

6. 참고문헌

본문내용

▶ 실험목적
직선도선, 원형도선 및 이중 솔레노이드 코일에 전류가 흐를 때 생성되는 자기장을 테슬라 메타로 측정하여 이론적인 자기장 분포를 실험적으로 알아볼 수 있고 암페어의 법칙 및 비오-사바트의 법칙이 성립하는가를 확인할 수 있다. 또한, 이중 코일을 이용하여 자기유도 현상을 관찰할 수 있다. 원형도선, 직선 도선, 솔레노이드 코일에 전류가 흐를 때 생성되는 자기장을 이해하고 이론적 값과 실험값을 비교한다.

▶ 이론(요약)
(1) 홀 센서의 원리
자기장을 검출하는 방법에 따라 검출 센서의 종류에는 여러 가지가 있으나 아마도 가장 널리 알려진 센서는 홀 센서일 것이다. 홀 센서의 동작은 반도체(홀 소자)의 전극에 전류를 흐르게 한 후 수직 방향으로 자기장을 인가하면 전류의 방향과 자기장 방향에 수직하게 전위차(electric potential)가 발생한다. 이를 홀 전압()이라 하고 다음과 같이 표현된다.

만일 홀 센서에 공급하는 전류를 항상 일정하게 흐르게 한다면 외부 자기장에 어느 정도 비례한 일정한 출력 전압을 얻을 수 있을 것이다. 어느 정도 일정한 출력 전압이라고 한 이유는 홀 소자 자체의 비선형성 (non-linear)이기 때문인데 이러한 비선형성이 존재하여도 홀 소자를 많이 사용하는 이유는 반도체 소자이기 때문에 반복성이 매우 우수하여 비선형성을 보상하는 회로를 추가하기만 하면 손쉽게 선형 자기장검출기를 제작할 수 있기 때문이다.

참고 자료

동국대학교 일반물리학실험 교재편찬위원회, “일반물리학실험”, 북스힐(2015), p225-233