자기력 측정(결과)

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이번 실험은 다른 조건들은 일정하게 유지하고 전류의 크기, 도선의 길이, 전류 도선의 각도를 바꾸어 가며 자기력의 크기 변화를 알아보는 실험이었다. 앞의 두 가지 경우에서 자기력은 각각 전류의 크기가 클수록, 도선의 길이가 길수록 거의 1차 함수의 형태로 증가하는 결과를 보였다. 전류 도선의 각도를 변화시킬 때의 자기력은 코일선이 자기장의 방향과 수직을 이룰 때, 즉 90도 일 때 가장 컸으며 0도 일 때는, 0 값을 보였다. 이때에도 자기 전류의 세기와 도선의 길이, 전류 도선 각도의 sin값에 비례한다는 사실을 알아낼 수 있었다. 그리고 자기장의 세기와도 비례한다는 사실을 추가하면 다음과 같은 식을 도출할 수 있다.F = BILsinθ만약 실험에서 자기장이 균일하지 않았다면 자기장에 대한 자기력의 크기가 균일하게 나타나지 않았을 것이다. 왜냐하면 자기력과 자기장의 관계식에서 보면 F = BILsinθ인데 자기장이 균일하지 않는다면 자기력의 크기도 균일하게 나오지 않을 것이고, 또한 전류(I)와 도선의 길이(L)도 자기장에 영향을 받기 때문에 이 역시 균일치 않을 것이다. 여기서 플레밍의 왼손 법칙과 오른손 법칙을 생각해보면 플레밍의 왼손 법칙은 일정한 자기장이 형성되어 있고 그 내부에 전류가 흐른 도선이 있을 때 도선이 받는 힘의 방향을 설명하기 위해 고안된 법칙이다. 왼 손의 엄지, 집게손가락, 장지를 서로 서로 수직이 되게 피면 엄지는 도선이 받게 되는 힘을 받게 되는 구조를 이용한 것인데, 도선은 고리 모양으로 되어 있어 자석과 가까이 있는 두 부분에 있는 전류의 방향이 서로 반대이다. 때문에 도선에 전류가 흐르게 되면 도선은 서로 반대 방향으로 힘을 받게 되어 한 쪽은 위쪽으로 반대쪽은 아래쪽으로 힘을 받아 회전하게 되는 것이다. 회전이 끝나게 되면 도선은 180도 회전한 상태가 되고, 다시 힘을 받아 계속 돌 힘의 방향, 집게손가락은 자기장의 방향(S극의 방향), 장지는 전류의 방향을 나타낸다.

참고자료

· 없음