일반물리학실험- 전류가 만드는 자기장

목차

1. 전류가 만드는 자기장.hwp
2. 전류가 만드는 자기장.xlsx

본문내용

Ⅰ. 실험목적
교류 전류가 흐르는 도선에서 발생하는 자기장을 탐지 코일에 유도되는 기전력을 측정하여 구한다. 이로루터 직선 도선, 원형 도선 주변 및 솔레노이드 내부의 자기장 세기의 분포를 구하고 패러데이 유도 법칙과 비오-사바르 법칙에 대해 배운다.

Ⅱ. 실험원리
1. 앙페르 법칙
외르스테드의 실험에 의해 전류가 흐르는 도체는 자기장을 만들어 낸다는 것이 입증되었다. 이 자기장과 전류 사이의 관계를 표현하는 식이 앙페르의 법칙이라고 한다. 자기장을 생성하는 전류를 라고 하고, 이 전류로 인해 생성된 자기장 벡터 를 라고 할 때, 전류가 흐르는 도선을 내부에 포함하는 임의의 닫힌 경로를 잡고, 닫힌 경로에 대해 자기장을 선적분하면 다음과 같다. 이를 앙페르 법칙이라고 하고, 이러한 경로를 앙페르 고리라고 한다. 이때, 앙페르 고리에 대한 경로 적분의 방향은 [그림 1]과 같이 오른나사 법칙에 따른다. 전류의 방향을 오른손 엄지로 가리킨 상태에서 나머지 네 손가락으로 도선을 감아쥘 때 네 손가락이 가리키는 방향이 경로 적분의 방향이다.

2. 비오-사바르 법칙
비오-사바르 법칙은 전류가 흐르는 도체와 자석 사이에 작용하는 작용하는 힘을 조사해서 자기장을 생성하는 전류로써 공간 내의 자기장을 표현한 것으로, 정상전류가 흐르고 있는 도선 주위의 자기장의 세기를 구하는 법칙이다. 비오-사바르 법칙을 통해 도선 밖의 한 점에서의 자기장의 세기는 회로 안의 작은 면적의 자기장의 벡터합으로써 구할 수 있다. 이를 식으로 표현하면 다음과 같다.

3. 전류가 만드는 자기장
도선의 종류에 따라 다음과 같이 세 가지 경우로 나눌 수 있다.

1) 직선 도선에 흐르는 전류가 만드는 자기장
일정한 전류 가 흐르는 무한히 긴 직선 도선에서 거리 만큼 떨어진 지점에서의 자기장 를 구하기 위해 앙페르의 법칙을 이용할 수 있다.

참고자료

· 일반물리학실험, 제 5판, Part2 전류가 만드는 자기장, 부산대학교 물리학교재편찬위원회, 청문각, 2018년
· 부산대학교 일반물리학실험실, 전류가 만드는 자기장,
· https://gplab.pusan.ac.kr/gplab/44355/subview.do
· 최신대학물리학Ⅱ, 제 5판, 22장 자기력과 자기장, Raymond A. Serway, John W. Jewett, 2016년
· 네이버 지식백과, 두산백과, ‘앙페르 법칙’,
· https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1123404&cid=40942&categoryId=32240
· 네이버 지식백과, 두산백과, ‘비오사바르 법칙’,
· https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1106221&cid=40942&categoryId=32243