전류천칭 실험 결과보고서

소개글

"전류천칭 실험 결과보고서"에 대한 내용입니다.

목차

1. 목 적
2. 이 론
3. 실험 장치
4. 실험 방법
5. 주의 사항
6. 측정 및 분석
7. 검토

본문내용

1. 목 적
전류가 흐르는 도선이 자기장 안에 있을 때 받는 자기력을 결정하는 요인들을 실험적으로 확인한다.

2. 이 론
속도 v로 움직이는 전하 q는 자기장 B안에서 로렌츠 힘(Lorentz force) f를 받는데, SI 단위계에서는 f=qv x B (1) 로 주어진다. 참고로 CGS 단위계에서 이 식은 f=q v/c×B (2) 인데, 여기서 c는 빛의 속도이다.

전류는 전하의 움직임이므로 전류가 흐르는 도선도 자기력을 받는다. 단면적이 A이고 길이 L인 도선 내에 전하 q이고 밀도 n인 전하 운반자들이 평균 속도 v로 움직이고 있다면, 총 로렌츠 힘은 F=(nAL)qv×B (3) 이 된다. 한편 전류 I는 I=nqvA (4) 로 쓸 수 있으므로 이 식 (2)는 F=IL×B (5) 로 바꿀 수 있다. 이 식에서 전하는 도선을 따라 움직이므로 전하 속도 v의 방향을 도선 길이 L의 방향과 같게 처리하였다. 힘의 크기만을 생각하면 F=ILBcosθ 가 되는데, θ는 자기장과 도선이 이루는 각이다. 따라서 전류가 흐르는 도선에 작용하는 자기력의 크기는 4 개의 변수, 즉, 전류의 크기(I), 자기장 내의 도선의 길이(L), 자기장의 세기(B), 그리고 자기장과 도선이 이루는 각(θ)에 의하여 결정된다. 실제 이 실험에서는 자석이 전류가 흐르는 도선에 미치는 힘의 반작용을 측정하게 되는데, 뉴턴의 제3법칙에 따라 이 반작용의 크기는 자석이 도선에 미치는 힘의 크기와 같다.

3. 실험 장치
Current Balance (Main Unit, Current Loop PC Boards, Magnet Assembly), DC Power Supply, Multimeter, 전자저울, 스탠드

참고 자료

없음