전류가 만드는 자기장

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2017.02.04
최종 저작일
2014.11
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목차

1. 실험 목적
2. 실험 원리
3. 실험 기구 및 재료
4. 실험 방법
5. 측정값
6. 실험 결과
7. 결과에 대한 논의
8. 결론
9. 참고 문헌 및 출처
10. 질문 및 토의

본문내용

1. 실험 목적
교류 전류가 흐르는 도선에서 발생하는 자기장을 탐지 코일에 유도되는 유도기전력을 측정하여 구한다. 이로부터 직선 도선, 원형 도선 주변 및 솔레노이드 내부의 자기장 세기의 분포를 구하고 Faraday 유도 법칙과 Biot-Savart 법칙에 대해 배운다. 도선에 흐르는 전류의 세기, 도선과 측정하고자하는 지점과의 거리에 따라 달라지는 자기장을 구해본다.

<중 략>

7. 결과에 대한 논의
이 실험에서 교류 전류를 사용하는 이유는 패러데이의 법칙에 의해 교류 전류가 시간에 따른 자기력선을 변화시키면서 유도기전력을 발생시키기 때문이다. 따라서 탐지 코일로 자기장을 구할 수 있다. 이때 교류 전원 공급기를 사용하므로 교류자기장(실효값)을 구한다. 함수발생기로는 큰 전류를 흘리지 못하므로 교류 전원 공급기를 사용한다. 자기장이 실험값과 이론값에서 차이가나는 이유를 정리하자면 다음과 같다. 이번 실험에서는 0A부터 3A까지의 큰 전류를 사용했는데 큰 전류가 흐를 때는 도선의 저항이 작다. 작은 전류가 흐르는 경우 도선의 저항이 크기 때문에 접점이 전류가 흐르는데 큰 영향을 미치지 않지만 큰 전류가 흐를 때는 접점을 제대로 하지 않으면 전류에 큰 영향을 미친다. 따라서 이번 실험에서 접점에서 문제가 생겨서 자기장에 영향을 끼쳤을 수 있다.

<중 략>

그리고 측정에 사용한 도선의 반대쪽에 있는 도선이 유도 자기장을 상쇄 시켰을 가능성이 있다. 원형 전류 고리를 사용한 실험2에서 실험자의 한계로 탐지 코일을 고리의 중심축에 놓거나 자로 길이를 측정하는 과정에서 과실이 생긴 것도 오차의 원인이다. 또한 교류 전원 공급기, 멀티미터, 도선, 코일 등 실험도구에서의 자체저항 역시 오차에 영향을 미쳤다. 또한 자기장은 매우 민감한 영역으로서 주변에 자기장에 영향을 미치는 요소가 있어서는 안 된다. 그러나 휴대폰, 노트북 등 자기장에 영향을 미치는 물건을 주변에 둠으로서 정확한 자기장 값을 구하는데 어려움이 있었다. 솔레노이드를 이용한 실험3에서 탐지 코일이 솔레노이드 중심에서 멀어질수록 자기장의 실험값과 이론값 사이에 오차가 커지는 것을 관찰할 수 있었다.

참고 자료

일반물리학실험 제3판 / 부산대학교 물리학교재편찬위원회 / 청문각
일반물리학1 제2권 / David Halliday, Robert Resnick / 범한서적
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