[일반물리실험2] 암페어의 법칙 예비보고서

소개

[일반물리실험2] 암페어의 법칙 예비보고서

목차

1. 실험 목적
2. 이론
3. 기구 및 장치
4. 실험방법

본문내용

1. 실험 목적
각종 도선들에 전류가 흐를 때의 그 주변의 자기장의 세기를 측정하여 이론과 일치하는가 알아보고 암페어의 법칙, 비오-사바르의 법칙이 성립하는가를 확인한다.

2. 이론
전류가 흐르는 도선 주위에 형성된 자기장의 특성을 조사해 보면 도선의 짧은 부분(ds) 에 의한 어떠한 한 점에서의 자기장의 크기 dB는 도선에 흐르는 전류 i 에 비례하며 도선으로부터의 거리 r의 제곱에 반비례하고 전류와 변위벡터의 방향각 θ의 sine값에 비례함을 알 수 있다. 또, 그 방향은 전류의 방향에서 변위 벡터의 방향으로 오른나사를 돌릴 때 오른 나사가 진행하는 방향이 된다. 이를 비오-사바르의 법칙이라고 부르며 수식으로 표현하면

i ds x r
dB = μo/(4π) ----------
r3

한편 자기력의 거꿀제곱 힘 특성은 앙페르의 법칙이라고 불리는 편리한 성질을 갖는데 앙페르의 법칙이란 그림(2)에서와 같이 어떤 임의의 닫힌 고리를 생각하면 그 고리를 따라 각 지점에서의 자기장 벡터를 선 적분한 것이 고리로 둘러싸인 단면을 통과하는 (총)전류에 비례한다는 것이다.

∮B.ds = μoi = μo(i1 - i2)

이 앙페르의 법칙을 이용하면 권선밀도가 n 이고 전류 I 가 흐르는 솔레노이드의 축상에서의 한 점에서 자기장의 크기가

B = (1/2)μoni(cosθr - cosθl)

라는 것을 알 수 있다. 여기서 각도 θr과 θl 은 각각의 점에서 솔레노이드의 오른편 끝과 왼편 끝을 잇는 선분이 중심 축과 이루는 각도이다.
사각도선 묶음을 지나는 수직 축 상의 한 점에서의 자기장은
μoINR2

참고자료

· 없음