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자기유도와 Faraday 법칙2025.11.111. Faraday의 유도법칙 Michael Faraday는 1825년경 자기장이 전류를 흐르게 하는 전기장을 만들 수 있다는 사실을 발견했다. Faraday의 유도법칙은 전류고리를 통과하는 자기다발의 시간 변화율이 유도 기전력의 크기를 결정한다는 원리이다. 유도 기전력은 ξ = -N·dΦ_B/dt로 표현되며, 자기장의 크기 변화, 고리 면적 변화, 고리와 자기장 사이의 거리 변화, 각도 변화 등으로 자기다발을 변화시킬 수 있다. 이 법칙은 전자기타, 전기 발전기 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 2. Lenz의 법칙 Heinri...2025.11.11
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유도전기장과 Faraday의 유도법칙2025.11.111. 유도전기장 변하는 자기장에 의해 생성되는 전기장으로, 정전하가 만드는 전기장처럼 실제로 존재합니다. 대전입자에 힘을 작용시키며, 전류고리가 없어도 진공 중에서도 자기장이 변하면 유도됩니다. 변하는 자기장이 만드는 전기장은 동심원을 이루며, 자기장의 세기가 시간에 따라 변할 때만 유도전기장이 생성됩니다. 2. Faraday의 유도법칙 재구성 닫힌 경로를 따라 유도전기장과 미소 길이 벡터를 적분한 값이 자기 다발의 시간 변화율의 음수와 같다는 법칙입니다. 식으로 표현하면 ∮E·ds = -dΦB/dt이며, 이는 자기장이 전기장을 유...2025.11.11
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한양대학교 에리카 일반물리학실험2 / 5. Faraday의 전자기 유도 법칙 데이터 (A+)2025.01.181. 전자기 유도 전기의 활용은 현대 문명의 기반이다. 이러한 전기의 활용에 있어서 핵심적인 물리 현상에 해당하는 전자기 유도 현상에서 발생하는 유도기전력을 정량적인 실험을 통해 직접 측정해본다. 렌츠의 법칙이라 전자기 유도현상과 수반되는 유도기전력의 발생 방향을 결정하는 법칙인데, 이 또한 실험을 통해 확인해본다. 2. 자기선속 Faraday 전자기 유도 법칙을 이용하기 위해서는 전류 고리를 통과하는 자기장의 양을 계산할 수 있어야하고, 이는 전기선속과도 비슷한 개념을 도입해야한다. 전류 고리를 통과하는 자기장의 양은 자기선속이라...2025.01.18
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전자기유도와 Lenz의 법칙2024.12.311. 상호인덕턴스와 Faraday의 법칙 실험 1에서는 두 개의 솔레노이드 코일을 이용해 Faraday 법칙을 통해 유도한 이론상 상호 인덕턴스와 실험으로 측정한 인덕턴스를 비교하였다. 이를 통해 Faraday의 법칙이 성립하고 상호인덕턴스를 유도하는 식이 옳다는 것을 확인할 수 있었다. 또한 주파수에 따른 최대 전류값의 차이와 그 원인을 분석하였다. 2. 변압기의 원리 실험 2와 실험 3에서는 철심이 있는 2중 솔레노이드 코일과 변압기를 이용하여 권선비와 전압비의 관계를 확인하였다. 철심이 모든 자기선속을 구속시키지 못해 전압비와...2024.12.31
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유도전기장과 자기장2025.04.251. 유도전기장 변하는 자기장은 전기장을 만든다. 이전에는 전기장이 있어야 전류가 흐르고 전류가 흘러야 전기장이 존재한다는 사실이 기정화되었다면 현대에 들어서는 진공 중에서도 자기장이 변하면 전기장이 유도될 수 있음을 많은 사람이 알고 있다. 시간에 따라 자기장의 세기가 증가할 경우, 원형전기장선으로 표시되는 전기장이 존재한다. 하지만, 자기장이 시간에 따라 일정하면 유도전기장이 생기지 않고 전기장선 또한 없다. 더 나아가 자기장이 시간에 따라 일정한 비율로 감소하면 전기장선은 동심원 모양으로 나타나긴 하겠지만 방향이 반대로 바뀔 ...2025.04.25
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Lenz의 법칙과 전자기유도 실험 결과보고서2025.11.131. 상호인덕턴스(Mutual Inductance) 이중 솔레노이드를 이용하여 상호인덕턴스를 측정하는 실험으로, 1차 코일(N1=235회)을 2차 코일(N2=2920회) 속에 배치하고 주파수 60Hz, 120Hz에서 전압을 측정했다. 실험값 Mexp는 V2,max/2πfi1,max 공식으로 구하고, 이론값 Mth는 μ0N1N2A1/l 공식으로 계산하여 비교한 결과 상대오차 3.3%로 Faraday 법칙이 성립함을 확인했다. 2. 변압기의 전압비와 권선비 철심이 있는 이중 솔레노이드와 변압기를 이용하여 전압비(V2,max/V1,max...2025.11.13
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물리학실험: 전자기 유도와 변압기 원리2025.11.141. 상호유도와 Faraday 법칙 솔레노이드 코일에서 1차 코일의 전류 변화가 2차 코일에 유도기전력을 발생시키는 상호유도 현상을 관찰한다. Faraday 법칙에 따르면 유도기전력은 자기선속의 변화율에 비례한다. 실험에서 60Hz와 120Hz의 서로 다른 주파수에서 측정한 결과, 진동수가 증가하면 전류의 변화율이 커져 유도기전력이 증가하므로 상호인덕턴스는 거의 변하지 않음을 확인했다. 2. 철심의 역할과 변압기 효율 철심을 삽입하면 1차 코일의 자기선속이 2차 코일을 더 효과적으로 통과하게 되어 전압비/권선비가 향상된다. 실험1에...2025.11.14
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전류가 만드는 자기장 실험 결과보고서2025.11.141. Ampere 법칙과 직선 도선의 자기장 교류전류가 흐르는 무한히 긴 직선 도선 주변의 자기장을 Ampere 법칙으로 분석했다. 반지름 r인 Ampere 고리에서 자기장의 크기는 B = μ₀I/(2πr)로 표현되며, 실험을 통해 전류의 크기와 자기장이 비례하고 거리에 반비례함을 확인했다. 탐지 코일을 이용하여 유도 기전력을 측정하고 이로부터 자기장을 계산했으며, 측정값과 이론값의 상대오차가 작게 나타났다. 2. 원형 전류 고리의 자기장 반지름 R인 원형 전류 고리의 중심축 위에서 자기장을 Biot-Savart 법칙으로 유도했다....2025.11.14
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유도기와 유도용량 그리고 자체유도2025.04.251. 유도기와 유도용량 유도기란 주어진 영역에서 자기장을 만들어내는 데 사용하는 장치로 유도기에 감겨있는 도선에 전류를 흐르게 하면, 유도기의 단면에는 자기 다발이 통과한다. 유도용량이란 단위 전류가 흐를 때 생기는 전체 자기 다발을 의미한다. 유도용량의 SI 단위는 Tㆍm^{2}/A이며, 이는 Joseph Henry의 이름을 딴 것이다. 2. 솔레노이드의 유도용량 자기장의 세기가 B, 단면적이 A인 긴 솔레노이드의 경우, 중심 부근의 기링 l에 작용하는 자기 다발(Φ_B)에 관한 식을 통해 유도용량(L)이 단위 길이당 감은 코일의...2025.04.25
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(A+) 일반물리학실험2 전류에 의한 자기장2025.01.111. 전류에 의한 자기장 이 실험은 직선 및 원형 도선에 전류를 흘려 발생하는 자기장을 Hall effect sensor를 사용해 측정하고 거리에 따른 자기장 분포를 구하여 Faraday 유도법칙과 Biot-Savart 법칙을 확인하는 것을 목적으로 합니다. 실험 결과 전반적으로 이론값과 근접한 결과를 얻었으나 전류가 작거나 거리가 멀어질수록 오차가 커지는 경향을 보였습니다. 이는 Gaussmeter의 측정 범위가 너무 작아 발생한 것으로 추정되며, 전자기 차폐 공간에서 실험하면 오차를 줄일 수 있을 것으로 보입니다. 1. 전류에 ...2025.01.11
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