직선도체 실험

소개

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목차

1. 실험결과
2. 토의
3. 참고문헌

본문내용

이 실험은 직선 도체로부터의 거리와 흐르는 전류의 함수로 자기장을 측정하는 것으로
원리는 다음과 같다.
① 자기장 의 정의
기장의 점 를 통과하는 속도 의 시험 전하 를 투사시키면 편향력 가 시험 전하 에 작용 하고 는 와 지각이다. , , 는 벡터이고 는 스칼라 양인데 이것을 식으로 써보면
,
가 되는데 와 사이의 각을 라 하면 자기편향력의 크기는 벡터 적의 규칙에따라
,
가 된다.
② 전류에 작용하는 자기장
장기장 내에 전류가 흐르는 길이인 도선을 와 직각이 되게 놓으는다. 이때 전류는 傳導電子에 의하여 운반 되는데 도선의 단위 체적당 전도전자의 수를 이라고 하면 위식에서 가 90°이므로
,
여기서 는 流動速力이다. 에서
,
길이인 도선은 개의 自由電子를 포함한다. 은 단면적 의 도선의 체적이다. 따라서 도선 자체에서 도선 속의 자유전자들에 작용하는 합력은
,
는 도선 속의 전류 이므로 다음을 얻는다.
,
③ 의 法則
위의 식이 바로 암페어의 법칙에 관한 식인데 이것은 전류가 흔르는 도선 주위에 자기장 이 環線으로 나타난다는 것을 말한다. 여기서 스칼라적이며 의 값을 갖는다. 따라서 위식의 적분은
전류가 흐르는 긴 직선도선에서 암페어의 법칙의 環線이 同心圓으로 나타나므로 이경우에 암페어의 법칙의 좌변은
암페어의 법칙의 우변은 단순히 이므로 두변을 같게 놓으면
된다.
④ 의 힘
①번에서 자기장의 경우만 생각 했는데 여기에 다시 전기장이 있는 경우를 생각해 보자. 그러면 점에서 시험 전하 에는 힘 가 존재하게 되고 전기장 는 다음의 관계식을 만족하는 벡터이다.
그런데 는 언제나 과 직각이므로 운동전하의 운동 에너지를 변화 시킬수 없으며 단지 전하를 옆으로 휘게 할분이다. 따라서 전기장, 자기장 모든영역을 통과하는 하전 입자가 움직일 때 합성력은
이고 이것을 로렌쯔의 힘이라 한다.
이 힘은 의 왼손 법칙에 따른 방향으로 작용한다.
마지막 실험에서 직선도체에서 전류를 흘려 주었을 때 형성되는 자기장을 측정하여 거리와 전류의 함수로 나타내어 보았다. 측정값이 별로 많지 않아 측정하는데 별다른 어려움은 없었지만 기구 설치에서부터 조금 어려움이 있었다.

참고자료

· http://www.bugok.ms.kr/cyberstudy/science/web_study2/phycal/3121-6.htm
· http://user.chollian.net/~kimjh94/jungi/jungi_2/jungi2-1.html
· http://physica.gsnu.ac.kr/
· http://heebok.kongju.ac.kr/experiment/index.html