일반물리학실험_로렌츠힘 예비레포트 및 응용분야

소개

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목차

1. 실험 목적
2. 실험 원리
3.응용분야
4.출처

본문내용

1. 실험 목적
균일한 외부 자기장에 놓여 있는 도선에 전류가 흐를 때 전류도선이 받는 힘(자기력)을 측정하여 자기력, 전류, 도선의 길이, 자기장의 세기와의 관계를 살펴보고 전동기와 발전기의 원리를 이해한다.

2. 실험 원리
전류는 운동전하의 집합이다. [그림 1]은 외부 자기장 B에 직교하여 놓인 전류 i가 흐르는 길이 L의 도선을 나타낸다. 금속 도선 속의 전류 i는 단위 시간당 전하의 흐름이다. 자기장 B에서 v의 속도로 운동하는 전하 q에 작용하는 힘은 로렌츠 법칙에 의해
F ⃗=qv ⃗×B ⃗ -------------------------- (1)

로 주어진다. 길이 L에 대한 시간 t (= L / v_d) 동안 도선의 단면을 통과하는 전하량은 q==i L/v_d (v_d : 전자의 유동속도) 이므로 자기력의 크기는 다음과 같이 쓸 수 있다.

F_B = qv_d Bsinθ =(i L/v_d )v_d Bsin90° ---------------- (2)


[그림 1] 전자에 작용하는 자기력

그러므로 도선이 받는 힘은 F_B = iLB이다. 이 때 전류의 크기를 i, 도선의 길이를 L, 자기장의 세기를 B, 자기장과 도선 사이의 각을 θ라 하면 자기장내에서 전류가 흐르는 도선이 받는 힘의 크기와 방향은 벡터외적에 의해 다음과 같이 표현된다.

참고자료

· 일반물리학실험 / 김연중, 신용호, 이주호 / 북스힐
· 일반물리학 / D.Halliday, R.Resnick, J.Walker / 범한서적
· 응용분야 1 / https://renewableenergyfollowers.org/2950
· http://www.encar.com/mg/post.do?method=view&pagetype=home&subid=news1&postid=134023
· 응용분야 2 / https://blog.naver.com/bannibooks/221125088292
· 응용분야 3 / https://blog.naver.com/kt9411/150165820946
· https://ko.x-fullstartech.com/info/hall-effect-current-and-position-sensing-41089411.html