물리학 및 실험2 코일

목차

1.실험 목표
2.실험 원리
3.실험 방법
4.참고 문헌
5.실험 결과
6.결과 및 해석

본문내용

1. 실험 목표
-자기장의 공간적 분포를 수식으로 이해할 수 있다.
-솔레노이드, 헬름홀츠 코일에서 자기장의 분포를 이해하고 거리에 따른 그래프를 그릴 수 있다.
-헬름홀프 코일의 중앙에서 자기장의 세기가 일정하게 유지되는 이유를 알 수 있다.

2. 실험 원리
다음의 맥스웰 방정식으로부터 여기서 c는 영역 s 주위의 닫혀진 곡선이며, 직류전류에서는 D=0이므로. 자기밀도 법칙은 이것은 비오-사바르 법칙으로부터 특별한 목적으로 다음과 같이 쓰이기도 한다. 여기서 ρ는 전도성분의 요소 dl에서 측정 점까지의 벡터이고, dH는 이들 두 벡터에 모두 수직이다. 원형 도체의 중심축을 따라 자기장의 세기는 식 3으로부터 계산할 수 있다. 벡터 dl은 r과 dH가 놓여있는 면에 수직이고. 그래서 dH은 반경 성분 dHr과 축 성분 dHz으로 해석된다. dHz 성분은 모든 dl에 대해서 같은 방향을 가지고 양이 더해진다. dHr은 쌍에서 서로 상쇄되어 없어진다. 그래서 원형 고리의 축을 따라 자기장 밀도는 편평한 코일의 자기장은 감은 횟수 N에 식 6을 곱함으로 얻을 수 있다. 따라서, 거리 a 떨어진 두 개의 동일한 코일의 축을 따라 얻어진 자기장 밀도는 여기서 z=0일 때 자기 밀도는 a < R인 경우에 최대값을 가진다. 그리고 a > R 일 때 최소값을 가진다. 측정으로부터 알 수 있는 결과는 a=R일 때 아래의 영역에서 균일한 자기장 밀도를 보여준다. 중간점에서의 자기밀도세기는 그러므로 진공 중의 투자율 μ0는 μ0의 이론값은 4π×10^(-7)H/m(=4π×10(-7)T∙m/A)이다.

-비오 사바르 법칙
원점 r=0에 전류 I가 무한소의 길이의 전선 dl을 따라 흐른다고 하자. 그렇다면 이 무한소의 전선에 흐르는 전류에 의하여 발생하는 무한소의 자기장 dB(r)은 다음과 같다.

참고자료

· 일반물리학실험/건국대학교 물리학과/북스힐
· 위키피디아
· 두산백과