일반물리학실험 앙페르 법칙 예레

목차

1. 목적
2. 원리
3. 기구 및 장치
4. 실험방법

본문내용

1. 목적
원형도선, 직선도선, 솔레노이드 코일에 전류가 흐를 때 생성되는 자기장의 밀도를 이해하고 이론적 값과 실험값을 비교한다.

2. 원리
1) 도선에서의 자기장
그림 1(a)의 미소변위 ds에 전류 I가 흐르고 있다면 이 미소변위에서 거리 r만큼 떨어진 지점의 자기장의 세기를 비오-사바르의 법칙을 이용하여 아래와 같이 나타낼 수 있다.
: permeability of free space
그림 1(b)의 직선도선에 흐르는 전류 I에 대한 자기장을 비오-사바르의 법칙을 이용하여 유도해 보자.
여기에서 B는 자기장의 세기, a는 직선도선과 자기센서와의 거리를 나타낸다. 그림 1(c)의 전류 I가 흐르고 있는 반지름이 R인 원형도선의 경우에 원의 중심에서 원에 수직한 방향으로 거리 X만큼 떨어진 지점에서의 자기장은 아래와 같이 나타난다.

2) 솔레노이드에서의 자기장
그림 2(a)와 같이 솔레노이드의 경우에 코일의 외부는 자기장이 거의 0이 된다는 가정을 하면 전류 I가 흐르는 원형코일을 N번 감은 솔레노이드의 내부에 존재하는 자기장을 앙페르의 법칙을 이용하여 아래와 같이 유도할 수 있다.

3. 기구 및 장치
직선도선, 원형도선, 솔레노이드 코일, 직류전원장치, 전류계, 디지털 가우스메타, 축방향 probe, 접선방향 probe, 버니어 캘리퍼스

4. 실험방법
1) 직선 도선에서의 자기장
(1) 그림과 같이 직선도선을 설치하고 전원 공급기와 연결한다.(이때 전원 공급기의 전원은 OFF).
(2) 접선 방향 probe를 가우스메타에 연결하고 이동트랙에 장착한다.
(3) Probe가 도선의 중앙에 수직하게 닿을 만큼 트랙을 이동시키고 영점을 잡는다.
(4) 가우스메타의 전원을 켜고 range 선택 다이얼을 200에 맞추고 영점다이얼을 이 용 영점을 잡는다.

참고 자료

없음