솔레노이드의 자기장과 변압기의 원리 실험 보고서(전자기학 실험), A+ 보고서, 과학기술원

소개

과학기술원에서 전자기학 실험 중 솔레노이드의 자기장과 변압기의 원리 실험 보고서입니다. 2018년 2학기에 A+를 받았고 믿고 쓰셔도 됩니다.

목차

Ⅰ. 개요(Abstract)
Ⅱ. 서론(Introduction)
Ⅲ. 이론(Theory)
Ⅳ. 실험장치 및 방법(Equipments and Method)
Ⅴ. 실험결과(Results)
Ⅶ. 결론(Conclusion)

본문내용

Ⅰ. 개요(Abstract)
본 보고서에서는 전자기학에 나오는 비오-사바르 법칙이 실험적으로 맞는지 확인하고, 변압기의 매질을 달리 했을 때 어떠한 결과가 나오는지 확인한다.
특히 비오-사바르 법칙과 앙페르 법칙을 통해 원형코일, 헬름홀츠와 솔레노이드에 의한 자기장의 이론값을 구하고, 이를 직접 측정한 값과 비교한다. 그리고 변압기의 원리를 이해하고 매질이 공기일 때와 철심이 존재할 때를 비교하여 차이점을 확인하다.
따라서 이번 실험은 전류가 만드는 자기장과 변압기의 원리를 이해할 수 있는 실험이라고 할 수 있다.

Ⅱ. 서론(Introduction)
이번 실험에서의 실험 목적은 다음과 같다. 첫 번째로, 원형코일, 헬름홀츠코일, 솔레노이드에 대하여 코일에 전류가 흐를 때 생성되는 자기장 분포를 알아보고, 이동드라이버를 통해 축방향의 자기장을 측정한다.
두 번째로, 전자기 유도와 변압기의 원리를 이해하고 다양한 종류의 변압기의 전압을 측정해보며 변압기 장치를 통하여 변압기에 미치는 영향을 실험한다.

Ⅲ. 이론(Theory)
가. 원형코일 내부의 자기장
반지름이 a이고 길이 L인 원통형 모양에 가는 도선이 N회 감겨있는 원형코일의 경우 대칭축상의 점에서의 자기유도는 원형코일을 요소 dz으로 분할하고 이 원형 코일을 원형 도선으로 보아 각 요소를 다음과 같은 식을 통해 결과를 구할 수 있다.

< 중 략 >

Ⅵ. 논의(Discussion)
나. 오차의 원인
1. 원형코일
원형코일의 경우 오차가 작게 나와서 실험이 잘 되었음을 알 수 있었다. 하지만 약간의 오차는 코일의 중앙을 맞추지 못함으로 인해 발생한 것 같다.
자기장 센서는 원형 코일의 중앙에서 자기장을 검출했어야 했지만 눈으로 그 중심을 맞추었기 때문에 중심에서 벗어나 자기장이 이론값과 다르게 나왔을 것이라고 생각된다.

2. 헬름홀츠 코일
다른 조의 결과를 분석했을 때의 경우 오차의 원인으로 전류와 전압의 소수점을 알 수 없음으로 인해 발생하는 오차를 들 수 있다.

참고자료

· 전자기학 실험서, (2017), 박기성, 이기준, 최승호, DGIST Press, 37-51
· [네이버 지식백과] 솔레노이드 [solenoid] (두산백과)
· [네이버 지식백과] 변압기 [electric transformer, 變壓器] (두산백과)