[아주대] 물리학실험2 전자기 유도와 Lenz의 법칙 A+ 결과보고서

소개

2015년 1학기 물리학실험2 A+받은 보고서입니다.

목차

[1] 측정값
[2] 질문
[3] 실험 고찰
[4] 참고문헌

본문내용

⓵ 실험 1에서 는 주파수가 60Hz, 120Hz일 때 어떻게 서로 다른가? 그 이유는 무엇인가?
Answer : 실험1 60㎐에서 는 0.174A, 120㎐에서 는 0.157A로 120㎐에서의 최대 전류 값이 60㎐에서의 최대 전류 값보다 작게 나왔다. 그리고 두 값은 약 9.88%의 차이를 보인다. 코일1의 전류는 교류이므로 (단, )라고 할 수 있다. 그런데, 값은 -1에서 1사이의 값을 가지므로 전류의 최대 값은 주파수와 상관없이 항상 같다.
다른 방법으로 접근해보면, 전류가 흐르는 코일1의 영향을 받아 코일2에 기전력이 유도된다.

<중 략>

⓷ 실험2의 ‘전압비/권선비’의 결과로부터 1차코일과 2차코일의 코일 1회당 자기선속에 대하여 어떤 설명을 할 수 있는가?
Answer : 2중 솔레노이드 코일에 철심이 존재하면, 철심이 없을 때에 비해서 자기장의 크기가 매우 증가한다. 그 결과 자기선속의 개수가 많아지게 되고, 철심 밖으로 누설되는 자기선속의 개수는 무시할 수 있을 정도로 작아진다. 그 결과 거의 모든 자기선속이 철심의 단면에 구속되어, 1차코일과 2차코일의 코일 1회당의 자기선속은 서로 같아지게 된다. 따라서 Faraday 법칙에 의해 1차코일과 2차 코일의 총 자기선속은 각각 코일이 감진 횟수(권선수)에 비례하게 된다.

<중 략>

따라서 실험1에서는 Faraday 법칙이 성립한다는 사실을 알 수 있고, Faraday 법칙으로부터 상호인덕턴스를 유도하는 식이 옳다는 것을 검증할 수 있다. 오차의 발생한 원인을 생각해보면, 실험을 수행하는 과정에서 주변 환경(컴퓨터나 다른 전자기기)의 자기장의 영향을 받았을 수 있다. 여기서 오차가 발생했을 것이다.

실험 2는 철심이 있는 2중 솔레노이드 코일을 이용하여, 권선비와 전압비가 일치하는지 확인해 보는 실험이었다. 철심이 있는 2중 솔레노이드 코일은 변압기와 같은 원리를 사용하기 때문에 변압기의 원리를 공부하는데 유용하다고 한다. 실험에 사용하는 철심은 코일을 통과하는 자기선속을 증가시키고, 한쪽 코일을 지나가는 모든 자기력선을 다른 코일에 지나가도록 하는 역할을 한다.

참고자료

· 물리학 실험, 제11판, 김기홍 외 15명, 아주대학교 출판부, 2015년, 169-175쪽
· 대학물리학2, 제8판, John W. Jewett, Jr. Raymond A Serway저, 북스힐, 2013년, 786-803쪽