아주대학교 A+ 2018 2-2 중급물리학실험 Magnetic Field outside a Straight Conductor 결과보고서

소개

모든 실험 A+로 수강하였습니다.
보고서 점수 항상 만점이나 만점에 가깝게 받습니다.

목차

1. 실험결과
1) (실험1) Magnetic field around a rectangular conductor
2) (실험2) Two parallel conductors with the same/opposite current direction
3) (실험3) Magnetic field around a ring

2. 질문과 답변
(1) probe가 자기장을 측정하는 원리에 대해서 생각해보자. probe가 axial field를 측정한다는 말은 무슨 뜻이며 axial field를 제대로 측정하기 위해서는 probe를 도선에 어떻게 가져다대야 하는가?
(2) transformer의 1차 코일과 2차 코일의 감은 수의 비율이 달라지면 무엇이 달라지는가? 실험을 하면서 두 코일의 감은 수의 비율을 언제 바꾸어야 할지 생각해보자.

3. 고찰
1) (실험1) Magnetic field around a rectangular conductor
2) (실험2) Two parallel conductors with the same/opposite current direction
3) (실험3) Magnetic field around a ring

4. 참고문헌

본문내용

(1) probe가 자기장을 측정하는 원리에 대해서 생각해보자. probe가 axial field를 측정한다는 말은 무슨 뜻이며 axial field를 제대로 측정하기 위해서는 probe를 도선에 어떻게 가져다대야 하는가?

이 실험에서 쓰는 probe는 hall probe로 hall effect(홀효과)를 이용하여 자기장을 측정하는 기기이다. hall effect란 도체가 자기장 속에 놓여 있을 때 자기장에 직각으로 전류를 흘려주면 자기장과 전류에 수직인 방향으로 전위차가 발생하는 현상이다. 홀효과는 자기장 속에서 전류의 움직임과 관련되어 일어나는 현상으로, 이를 역이용하면 자기장을 측정하는 자기력계로 이용할 수 있다.
probe가 axial field를 측정한다는 뜻은 회로 면의 수직한 축에 대하여 자기장을 측정한다는 것이다. hall effect를 이용한 hall probe를 사용하여 axial field를 제대로 측정하기 위해서는 형성되는 자기장에 직각으로 probe가 전류를 흘려줄 수 있도록 해야 한다. 따라서 probe의 양 극단을 이은 선이 도선과 평행하고, probe의 끝이 도선의 평면과 정확히 일치하도록 측정해야 한다.

(2) transformer의 1차 코일과 2차 코일의 감은 수의 비율이 달라지면 무엇이 달라지는가? 실험을 하면서 두 코일의 감은 수의 비율을 언제 바꾸어야 할지 생각해보자.

1차 코일과 2차 코일의 감은 수의 비율은 공급 전압에 대한 유도기 전압의 비율과 같다. 따라서 1차 코일과 2차 코일의 감은 수의 비율이 달라지면 2차코일의 회로에 유도되는 전압이 달라지고, 2차코일의 회로는 일정한 저항을 가지므로 흐르는 전류가 달라진다.
실험 중 유도되는 자기장의 변화가 굉장히 작게 나타나서 자기장 측정에 문제가 있었다. 이 때 2차 코일의 감은 수를 감소시켜 유도기전력의 크기를 감소시켰다면, 회로에 흐르는 전류의 양이 커져 유도되는 자기장의 크기가 커질 것이라 예상할 수 있다.

참고자료

· 대학물리학 / 북스힐 / 대학물리학교재편찬위원회 / 653p~662p
· Introduction to Electrodynamics / Prentice Hall / D.J.Griffiths