[실험과목 올A+인증] 일반물리학실험2 - Ampere의 법칙(예비/결과 레포트)

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2020.04.25
최종 저작일
2014.11
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[실험과목 올A+인증] 일반물리학실험2 - Ampere의 법칙

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실험방법의 경우 동영상을 하나하나 캡처하여 첨부하였습니다.
단, 당시 고찰은 수기작성이었기 때문에 레포트에 포함되어 있지 않습니다.

목차

1. 실험과목_성적표.pdf
2. 일반물리학실험2_Ampere의 법칙.hwp

본문내용

1. 실험목적
원형도선, 직선도선, 솔레노이드 코일에 전류가 흐를때 생성되는 자기장의 밀도를 이해하고 이론적 값과 실험값을 비교한다.

2. 실험원리
* Ampere의 법칙에 대한 구체적 설명
비오-사바르 법칙은 전류가 주변 공간에 자기장을 어떻게 만드는가를 직접 설명하고 있지만 어떤 공간에 분포한 전류와 그 공간에 형성되는 자기장과의 관련성을 보다 단순하게 표한한 것이 앙페르 법칙(Ampere law)이다.

전기학에서 전하의 분포가 주변 공간에 전기장을 어떻게 만드는가를 말하는 쿨롱의 법칙 대신에 공간에 분포한 전하와 그 것 때문에 형성되는 전기장과의 관련성을 보다 단순하게 표현한 가우스 법칙을 널리 쓰는 것과 비슷하다.

쿨롱의 법칙과 비오-사바르 법칙은 근원, 즉 전하나 전류가 만드는 전기장과 자기장을 직접 계산하게 해 주지만 가우스 법칙이나 앙페르 법칙은 공간에 분포한 근원과 장의 통합된 관련성을 단순한 형태로 묘사하고 있다. 후자의 법칙이 더 근본적이고, 전자의 것은 이의 일반해라고 할 수 있다. 물론 두 쌍은 서로 대등하여 어떤 하나로 부터 다른 하나를 유도해 낼 수 있지만 전기학과 자기학이 통합된 맥스웰의 전자기 방정식에서는 후자의 것을 쓰게 된다.

1) 직선도선에서의 자기장
직선도선에 전류 가 흐를 때 도선 주위에 생기는 자기장 는 암페어 법칙에 의해 로 주어진다. 따라서 도선으로 거리 되는 지점의 자기장은 다음과 같이 주어진다.

2) 원형도선에서의 자기장
반경 R의 원형도선에 전류 가 흐를 때, 중심 축의 임의의 점 P에서 자기장의 세기 를 계산해 보자. 도선 요소 dl에 의한 벡터 dB는 비오-사바르의 법칙에 의해 이고 벡터 dl과 r은 수직이므로 이다.

3) 솔레노이드 코일에서의 자기장
매우 긴 솔레노이드 내부에서의 자기장은 암페어 법칙에 의해 로 주어진다.
여기서 은 진공에서의 투자율 ,는 전류, 은 솔레노이드의 단위 길이당 도선의 감은 횟수이다.

참고 자료

일반물리학실험ㅣ이원식, 이재희 역ㅣ북스힐ㅣ2013.02.25
http://www.physics-edu.com
http://physica.gsnu.ac.kr/phtml/electromagnetic/magnetic/ampere/ampere.html
http://dirac.daegu.ac.kr/pub/Prof.Min/GeneralPhysics/Fall/11%20%EC%95%94%ED%8E%
98%EC%96%B4%EC%9D%98%20
%EB%B2%95%EC%B9%99.pdf

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