[한양대] 일반물리학및실험2 실험15 결과레포트

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문서 내 토픽

• 1. 직선 도선 주위의 자기장 측정

  실험을 통해 직선 도선 주위의 자기장을 측정하였다. 도선으로부터의 거리가 변수가 되어 각각 1, 2, 3, 4, 5cm로 거리를 설정하여 실험을 진행하였다. 이론값과 실험값을 비교한 결과 오차율이 20%를 넘게 나왔다. 실험 기기의 문제인지 직선 도선 실험 자체가 어려운 실험인지 확실하지 않았으나, 중심축으로부터 멀어지면서 자기장의 크기가 음수가 되거나 커지는 경우가 많이 발생하였다. 정밀한 기계로 자기장 센서의 문제를 확인하고 실험을 하면 더 정확한 결과와 작은 오차율이 나왔을 것으로 보인다.

• 2. 원형 도선 주위의 자기장 측정

  원형 도선 주위의 자기장을 측정하기 위해 환선의 중심점과 원형 도선에서 반지름만큼 떨어진 거리를 설정하여 실험을 진행하였다. 반지름 R의 값을 4cm와 3cm로 두 개 설정하고 이론값과 비교하였다. 4cm 실험에서는 63.964%의 큰 오차율이 나왔는데, 이는 원형 도선의 지지대와 원형 도선이 평행을 이루지 않아 자기장 센서와 원형 도선이 수직하게 만나지 않았기 때문이다. 3cm 실험에서는 이를 보완하여 5.405%의 상대적으로 작은 오차율을 구할 수 있었다.

• 3. 솔레노이드 중심축에서의 자기장 측정

  솔레노이드 중심축에서의 자기장을 측정하기 위해 코일 1과 코일 2를 준비하고, 솔레노이드 가운데에 자기장 센서를 설정하여 실험을 진행하였다. 이론값과 측정된 투자율, 평균값, 오차 등을 구하였다. 솔레노이드는 공장에서 거의 완벽하게 만들어져서 오차가 아주 적게 측정되었다.

• 4. 자기장 센서의 작동 원리

  자기장 센서의 측정 막대 끝부분에는 홀센서가 붙어 있으며, 이 홀센서를 이용해서 직선, 원형 도선이나 솔레노이드의 자기장을 측정할 수 있다. 홀센서는 자기장의 세기에 따라 전압이 변하는 소자로, 홀효과를 이용하여 자기장의 세기 또는 방향을 측정할 수 있다. 따라서 홀효과를 이용한 것이 홀센서이므로 이러한 과정을 통해서 축 방향과 자기장의 강도를 측정할 수 있다.

• 5. 자기장의 방향과 센서 평면의 수직과의 각도와 측정되는 자기장 크기와의 관계

  홀 센서는 수직 방향으로 들어오는 자기장밖에 측정하지 못한다. 따라서 센서와 수직인 직선이 자기장원의 접선과 일치할 때 자기장의 세기가 온전히 측정된다. 그러나 일치하지 않을 경우 홀 센서는 수직방향밖에 측정하지 못하므로 원래 세기보다 작게 측정될 수밖에 없다. 그 크기는 원래의 자기장 세기에 센서에 수직인 직선과 자기장원의 접선이 이루는 각의 cos값을 곱한 것과 같을 것이다.

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• 1. 주제2: 원형 도선 주위의 자기장 측정

  원형 도선 주위의 자기장 측정은 전자기학의 기본 개념을 심화하는 데 매우 중요합니다. 직선 도선과 달리 원형 도선에서는 자기장의 분포가 복잡해지며, 이를 통해 전자기 유도, 전자기파 등 다양한 전자기 현상을 보다 깊이 있게 이해할 수 있습니다. 또한 원형 도선은 전자기 모터, 발전기, 변압기 등 많은 전자기 응용 기술의 기본 구조를 이루고 있습니다. 따라서 원형 도선 주위의 자기장 측정은 전자기학의 기본 개념을 심화하고 다양한 전자기 응용 기술을 이해하는 데 필수적인 주제라고 할 수 있습니다.

• 2. 주제4: 자기장 센서의 작동 원리

  자기장 센서의 작동 원리를 이해하는 것은 전자기학의 응용 기술을 이해하는 데 매우 중요합니다. 자기장 센서는 자기장의 크기와 방향을 측정하는 장치로, 전자기 모터, 발전기, 자기 공명 이미징 등 다양한 분야에서 활용됩니다. 자기장 센서의 작동 원리를 이해하면 이러한 응용 기술의 기본 원리를 이해할 수 있습니다. 또한 자기장 센서의 원리는 홀 효과, 자기 저항 효과 등 전자기학의 기본 개념과 밀접하게 연관되어 있습니다. 따라서 자기장 센서의 작동 원리를 이해하는 것은 전자기학의 기본 개념과 응용 기술을 통합적으로 이해하는 데 매우 중요한 주제라고 할 수 있습니다.