자기력 측정(전류 천칭)

소개

물리2 실험 레포트입니다. A+받음

목차

5. 실험결과
A. 도선의 길이 측정
B. 전류(I)를 변화시킬 때 ( L = 1.2cm )
C. 도선의 길이(L)를 변화시킬 때( I = 1A )
D. 각도(θ)를 변화시킬 때 (I = 2A )
E. 자석의 개수를 변화시킬 때(I = 2A, L = 1.2cm)

6. 결과 분석
(1) 이론 - 로렌츠의 힘
(2) 실험 결과(DATA) 분석

7. 오차의 원인

8. 생각해볼 사항

9. Reference

본문내용

6. 결과 분석
(1) 이론 - 로렌츠의 힘
전류가 흐르는 도선이 자기장 속에 있다면, 도선에 흐르는 전류는 자기장으로부터 힘을 받는다. 그러므로 전류는 전기를 띠고 있는 입자의 흐름이므로 자기장 속에서 운동하는 전하 역시 힘을 받아 운동하는 것이다.
전하량이 e인 자유 전자가 v의 속도를 가지고 t초 동안에 균일한 자기장 B에 수직으로 놓인 길이 l의 도선의 단면을 N개가 통과 한다고 하자. 이때 이 도선을 흐르는 전류의 세기 I는 단위 시간 동안에 통과한 자유 전자의 수와 같고 자유 전자의 전하량이 e이므로 와 같이 나타낼 수 있다. 그러므로 이 도선이 자기장 B에 의해 받는 힘은 와 같이 나타낼 수 있고, 도선 내를 지나는 하나의 자유 전자가 받는 힘은 와 같이 나타낼 수 있다. 결국 전하량 q로 대전된 입자가 자기장 B를 수직으로 v의 속도로 입사하면, 이 입자가 받는 힘 F는 가 되며 이 힘을 로렌츠의 힘이라고 하며 힘의 방향은 플레밍의 왼손의 법칙으로 알 수 있다. 이때 이고 이므로 으로 표현할 수도 있다.
또한, 자기장 속의 도선에 흐르는 전류와 자기장의 ɵ의 각을 이룰 때 직선 도선이 받는 전자기력 F는 자기장의 세기 B, 전류의 세기 I, 자기장에 수직한 도선의 길이 에 비례하므로 로 표현할 수 있다. 이를 벡터의 외적을 이용하여 표현하면 가 된다. 따라서 자기장의 방향과 입사한 입자의 방향이 나란하거나 정 반대가 되면 힘은 0이 되고, 자기장의 방향과 입자의 운동 방향이 직각이 되면 입자가 받는 힘은 최대가 된다.

참고자료

· A. 고등학교 물리Ⅰ자습서 p.157~p.158, 천재교육, 2003
· B. 아름다운 물리Ⅰp.118~119, 천재교육, 2003
· C. 쏙N쏙 과학탐구영역 물리Ⅰ p.97~100, 디딤돌, 2003
· D. PHYSICS GIANCOLI 6th p571
· E. http://phylab.yonsei.ac.kr