소개글
"한양대 자기장"에 대한 내용입니다.
목차
1. 전류 주위의 자기장
1.1. 실험 목적
1.2. 실험결과
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
1.4.1. 자기장 센서의 작동 원리
1.4.2. 자기장의 방향과 센서 평면과의 관계
1.4.3. 솔레노이드 곡선이 고리모양으로 측정되는 이유
1.5. 오차원인 및 오차보완 방법
2. 참고 문헌
본문내용
1. 전류 주위의 자기장
1.1. 실험 목적
실험 목적은 여러 형태의 도선에 전류가 흐를 때 그 주위에 생성되는 자기장을 측정하여 암페어의 법칙 및 비오-사바르의 법칙의 결과와 비교하는 것이다. 전류가 흐르는 도선의 모양과 배치에 따라 자기장의 세기와 방향이 달라지는데, 이를 실험을 통해 확인하고자 하는 것이 이 실험의 목적이다.
1.2. 실험결과
1.2.1. 직선 도선 주위의 자기장 측정
직선 도선 주위의 자기장 측정은 여러 형태의 도선에 전류가 흐를 때 그 주위에 생성되는 자기장을 측정하는 실험의 한 부분이다. 실험에서는 전류가 5A로 흐르는 직선 도선으로부터의 거리에 따른 자기장의 변화를 측정하였다.
측정 결과, 도선으로부터의 거리가 1cm일 때 자기장의 크기는 0.6238G, 2cm일 때 0.3119G, 3cm일 때 0.2552G, 4cm일 때 0.1416G, 5cm일 때 0.1263G로 나타났다. 이를 통해 거리가 2배씩 증가할수록 자기장의 크기가 약 1/2배씩 감소하는 경향성을 확인할 수 있었다.
이러한 결과는 비오-사바르의 법칙에 따라 직선 도선 주위의 자기장 B(r)은 {mu _{0} I} over {2 pi r}의 관계를 가진다는 이론적 예측과 일치한다. 즉, 거리 r에 반비례하여 자기장의 크기가 감소하는 것으로 나타났다.
이를 통해 직선 도선에 전류가 흐를 때 그 주위에 생성되는 자기장의 특성을 확인할 수 있었다. 이러한 실험 결과는 전자기학 분야에서 전류와 자기장의 관계를 이해하는데 중요한 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다.
1.2.2. 원형 도선 주위의 자기장 측정
원형 도선 주위의 자기장 측정 실험에서는 전류 I가 흐르는 원형 도선의 자기장을 측정하였다. 원형 도선 중심으로부터 반지름 r만큼 떨어진 지점에서의 자기장 세기 B는 비요-사바르의 법칙을 통해 B = (μ_0 I) / (2πr)로 계산될 수 있다.
실험에서는 반지름이 3cm와 4cm인 두 개의 원형 도선에 대해 측정을 진행하였다. 원형 도선의 중심 지점(r=0)과 중심으로부터 반지름 R만큼 떨어진 지점(r=R)에서의 자기장 세기를 측정하고 이론값과 비교하였다.
R=3cm인 원형 도선의 경우, 중심점(r=0)에서 측정된 자기장 값은 0.04028 G로 이론값 0.04 G와 0.7%의 오차를 보였다. 반지름만큼 떨어진 지점(r=R)에서의 측정값은 0.042 G로 이론값 0.043 G와 약 5%의 오차를 나타냈다.
R=4cm인 원형 도선에서는 중심점(r=0)의 측정값이 0.027 G, 이론값 0.03 G로 10%의 오차를 보였고, 반지름 떨어진 지점(r=R)의 측정값은 0.032 G, 이론값 0.029 G로 약 6.66%의 ...
참고 자료
한양대학교 물리학과 물리교재 연구실, <실사구시의 물리학>, 한양대학교출판부(2017), p.166-176
한양대학교 물리학과 물리교재연구실, 실사구시의 물리학, 175~185p, 한양대학교출판부 (2014).
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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
