아주대학교 중급물리학실험(현대물리학실험)결과 보고서 Helmholtz Coil, Faraday's Law

목차

1. 측정 데이터 정리 및 질문
2. 데이터 분석 및 고찰
3. 참고문헌

본문내용

* field coil의 전류가 각각 rectangular wave와 triangular wave일 때 유도기전력의 파형은 어떠할지 답하고 그 이유를 설명해보자.
답: 유도기전력은 자기선속이 변화함에 따라 유도된다.
따라서 rectangular wave(사각파)일 경우 전압이 일정한 부분에서는 유도기전력이 발생하지 않고, 전압이 변화하는 부분에서 유도기전력이 발생하는 결과가 나올 것이다. triangular wave(삼각파)에서도 마찬가지로 삼각파는 접압이 계속 변화하므로 전압의 변화가 일정하게 주어지는 순간 유도기전력 또한 일정한 값으로 나타날 것이다. 실제 실험결과를 보면 예상과 맞게 나왔다.
* 실험에서 field coil에 연결된 전원은 current source가 아닌 voltage source다. 그렇다면 detector coil에 발생하는 유도기전력을 식으로 표현하면 어떻게 달라질까?

데이터 분석
최대값과 최솟값을 비교해 보자
5cm와 10cm에서는 두 코일 사이에서 측정한 자기장의 세기는 거의 일정하게 나왔으며, 15cm 일 때는 최대값 18.893G 최솟값 16.169G 로 나왔으며 두 값의 차이는 2.724G 이다.

데이터 분석
- 두 파형의 모양은 같은가? 두 파형의 위상차는 얼마인가?
sin파를 보면 유도기전력의 파형이 90도의 위상차를 보여준다.

2. 데이터 분석 및 고찰
이번 실험은 Helmholtz coil과 Faraday’s 법칙에 대해 알아보는 실험이었다.
실험1에서는 Helmholtz coil에 대한 실험으로 두 코일(반지름 10.5cm, N=200)의 간격(5,10, 15cm)에 따른 자기장의 균일도의 변화를 확인하는 실험을 진행했다.

참고 자료

Jhon W. Jewett, Jr., Raymond A. Serway 원저, 대학물리학 교재편찬위원회 역, 대학물리학2, 북스힐, 2013년
“유도기전력”, 네이버지식백과
https://terms.naver.com/entry.naver?docId=4389656&cid=60217&categoryId=60217