[아주대] 물리학실험2 전류와 자기장, 지구자기장 A+ 결과보고서

소개글

2015년 1학기 물리학실험2 A+받은 보고서입니다.

목차

[1] 측정값 및 계산
[2] 토의
[3] 고찰

본문내용

질문 ⓵. 위에서 측정한 자기장의 방향은 전류의 방향으로부터 예측할 수 있는 자기장의 방향과 일치하는가? 전류의 방향으로부터 자기장의 방향을 기술하는 물리학의 법칙은 어떤 것이 있는가?
Answer :
실험 1의 결과를 살펴보면, 자기장의 방향은 전류의 방향으로부터 예측할 수 있는 자기장의 방향과 일치함을 알 수 있다. 게다가 전류의 방향을 반대로 바꾸면 자기장의 방향도 역시 바뀌는 것을 알 수 있다. 전류의 방향으로부터 자기장의 방향을 기술하는 법칙은 앙페르의 오른나사 법칙이 있다. 앙페르의 오른나사 법칙이란, 오른손을 사용하여 엄지손가락이 전류의 방향을 향하게 펴고 나머지 네 손가락으로 도선을 감아 쥘 때, 네 손가락이 감아 쥐는 방향이 도선 주위에 생기는 자기장의 방향이 된다는 법칙이다.

<중 략>

질문 ③. 위의 그래프에서 이론값의 직선은 실험데이터와 얼마나 잘 일치하는가? 자기장이 전류에 정비례함을 확인하였는가?
Answer :
일 때, 계산한 자기장은 23.936G로 측정값인 25G와의 상대오차는 4.26%이었다. 그리고 일 때는 제외하고는 모두 상대오차가 10%이내였다.
실험2-a의 결과를 그래프로 그려 살펴보았더니, 실험데이터와 계산 값이 일치하는 정도를 더 명확히 파악할 수 있었다. 그래프 2-a에서 측정값(파란색 점)을 회귀 분석하여 얻은 그래프(측정값)의 식은 이다.

<중 략>

이번 실험시간을 통해 원형도선에 전류를 흘려 자기장이 생성되는지 확인해보고, 전류의 방향으로부터 자기장 방향을 예측·확인 해보았다. 그리고 전류의 세기와 거리를 변화시켰을 때, 자기장의 변화를 관찰하고 자기장과 전류, 거리 사이의 관계식을 알아보았다. 마지막으로 회전 센서와 각도 조절 클램프를 이용하여 지구자기장의 크기와 방향을 알아보았다.
먼저 실험1을 통해 원형도선에 전류를 흘려 자기장이 생성되는지 확인해보고, 전류의 방향으로부터 자기장 방향을 예측·확인해 보았다. 원형 코일을 지면에 수직으로 세우고 자침이 북쪽을 향하도록 나침반을 놓은 후 전류를 흘려주었다.

참고 자료

물리학 실험, 제11판, 김기홍 외 15명, 아주대학교 출판부, 2015년, 157-163쪽
대학물리학2, 제8판, John W. Jewett, Jr. Raymond A Serway저, 북스힐, 2013년, 718-723쪽