'포항공대' 물리실험_ 일반 철과 적층 철의 자기이력곡선 분석을 통한 에너지 효율 탐구

소개

<포항공대 물리학과 물리실험 과목 레포트>
철(강자성체)에 자기장을 걸어주고 내부 자화밀도를 측정한 실험입니다.
초록-도입-이론-실험방법-결과 및 분석-결론 순서이며, 실제 실험한 데이터와 직접 그린 그림, 그래프가 포함되어 있습니다.
워드로 작성되어 있어 본문 글, 그림, 수식, 그래프의 복사 붙여넣기가 쉽습니다!

아래와 같은 학생에게 도움이 될 것입니다.
1. 해당 과목을 수강하는 물리학과 학생
2. 일반물리 실험 보고서 작성 요령이 어려운 공대 학생
3. 자기장, 전자 등 과학에 관심이 많은 고등학생

목차

I. 도입 (Introduction)

II. 이론 (Theory)
1. 자화곡선
2. 자화밀도
3. 강자성체

III. 실험방법 (Experiment)

IV. 결과 및 분석 (Result & Analysis)

V. 결론 (Conclusion)

본문내용

본 실험에서는 일반 철과 적층 철의 자기이력곡선을 비교해보았다. 적층 철을 꽂았을 때 자기이력곡선의 그래프가 더 얇게 측정되었는데 이는 공간 구조에 따른 magnetic domain의 차이 때문이라고 생각한다. 적층 철의 자기이력곡선의 넓이가 더 작으므로 에너지 손실이 적어 효율이 높은 변압기를 만들기에 좋을 것이다.

Introduction
변압기는 유도성 전기 전도체를 통해 전기 에너지를 한 회로에서 다른 회로로 전달하는 장치이다. 처음 회로의 변화하는 전류는 자기장의 변화를 만들어내고 이는 곧 2차 코일에서 전자기유도 현상을 일으켜 에너지가 전달되도록 한다. 이 때 코일에는 철심을 박아두는데 철심의 종류에 따라 에너지의 효율이 달라진다. 철심의 종류는 성분 원소뿐만 아니라 모양과 구조에도 영향을 받는다. 이 과정에서 손실되는 에너지의 크기는 자기이력곡선 분석을 통해 파악할 수 있다. 본 실험에서는 일반 철과 적층 철의 자기이력곡선을 비교하여 어느 것의 에너지 효율이 더 높은지를 비교하고 그 원인을 탐구해본다.

Theory
1. 자화곡선
자화하지 않은 솔레노이드 내부의 철에 전류를 흘러주면 철은 자화한다. 전류를 감소시켜 0이 되더라도 철은 부분적으로 자성이 남아있는다. 자성을 없애주려면 반대 방향으로 전류를 흘러주어야 하는데, 이것도 반대 방향으로 흘려준 전류의 세기가 커지면 반대방향으로 자성이 생긴다. 철 속에 생기는 전체 자기장은 아래 식 1과 같이 솔레노이드에 의해 생기는 자기장과 철의 자화에 의한 자기장 두 가지로 구성되어 있다.

B=u_0 (H+M)
식 1 철 내부에 생기는 전체 자기장
n번 전선이 감겨있는 전류 i가 흐르는 코일에 앙페르 법칙을 이용하면 식 2와 같다.
∮▒〖H*dl=Ni〗
H=Ni/l
식 2 앙페르 법칙
l은 철 고리의 길이이다. H는 감은 횟수와 전류에 비례할 뿐 자기자신의 영향(M)은 받지 않는다.

참고자료

· 없음