소개글
"전류 주위의 자기장"에 대한 내용입니다.
목차
1. 실험 목적 및 결과
1.1. 실험 목적
1.2. 실험 결과
1.2.1. 직선 도선 주위의 자기장 측정
1.2.2. 원형 도선 주위의 자기장 측정
1.2.3. 솔레노이드 중심축에서의 자기장 측정
1.3. 결과분석 및 오차 분석
1.4. 토의사항
2. 방전시 축전기의 전하 및 에너지
2.1. 시간상수와 반감기 관계 분석
2.2. 축전기 에너지 변화 분석
3. 실험 데이터 분석
3.1. 전류, 전압 데이터 fitting을 통한 시간상수 결정
4. 참고 문헌
본문내용
1. 실험 목적 및 결과
1.1. 실험 목적
여러 형태의 도선에 전류가 흐를 때 그 주위에 생성되는 자기장을 측정하여 암페어의 법칙 및 비오-사바르의 법칙의 결과와 비교하는 것이 이번 실험의 목적이다. 직선 도선, 원형 도선, 솔레노이드 등 다양한 형태의 도선에 전류를 흘려보내고 그 주변의 자기장의 크기를 측정함으로써 실험 결과를 이론식과 비교하고자 한다. 이를 통해 전류에 의해 발생하는 자기장의 특성을 이해하고 관련 법칙들을 실험적으로 검증하고자 한다.
1.2. 실험 결과
1.2.1. 직선 도선 주위의 자기장 측정
직선 도선 주위의 자기장 측정 실험에서는 직선 도선에 전류가 흐를 때 도선으로부터의 거리에 따른 자기장의 크기를 측정하였다. 이 때 사용된 식은 B(r)= {mu _{0} I} over {2 pi r}로, 거리가 멀어질수록 자기장의 크기가 작아지는 경향을 보였다. 실험 결과, 도선으로부터 1cm 떨어진 지점에서 자기장의 크기가 0.6238 G로 측정되었고, 2cm 떨어진 지점에서는 0.3119 G로 측정되었다. 즉, 거리가 2배씩 늘어날수록 자기장의 크기가 약 1/2배씩 작아지는 경향성을 확인할 수 있었다. 다만 3cm 떨어진 지점에서는 0.2552 G로 측정되어 오차율이 27.6%로 다소 크게 나타났다. 이는 실험 과정에서 자기장 센서의 방향 설정, 전류 조절 등에서 발생한 오차로 인한 것으로 판단된다. 전반적으로 실험 결과는 이론값과 대체로 잘 부합하는 것으로 확인되었다.
1.2.2. 원형 도선 주위의 자기장 측정
원형 도선 주위의 자기장 측정 실험에서는 반지름 R인 원형 도선에 전류 I가 흐를 때, 원형 도선의 중심에서의 자기장과 도선의 중심에서 반지름 R만큼 떨어진 지점의 자기장을 측정하였다.
원형 도선의 중심에서의 자기장 B(0)은 B(0) = (μ_0 I) / (2R)로 계산할 수 있다. 이 식에 따르면 전류 I와 반지름 R에 반비례하여 자기장의 크기가 결정된다. 실험에서는 반지름 R이 3cm, 4cm인 원형 도선에 각각 전류 0.193A, 0.198A를 흘려주었고, 중심에서의 자기장을 측정한 결과 0.04028G, 0.027G를 얻었다. 이는 이론...
참고 자료
한양대학교 물리학과 물리교재연구실, 『실사구시의 물리학 제 3판』, 한양대학교 출판부, pp.189~194
E+ 전자용어사전, 월간전자기술 저, 성안당
The Hall effect in metals and alloys Hurd, Colin 저, SpringerVerlag
한양대학교 물리학과 물리교재 연구실, <실사구시의 물리학>, 한양대학교출판부(2017), p.166-176
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