[서울대학교 물리학실험2 A+ 보고서(2020)] 3. 전류와 전류 사이 보고서

소개글

서울대학교 물리학실험2의 세번째 실험 "전류와 전류 사이" 보고서입니다.

목차

1. 서론
1) 실험 목적
2) 배경 지식
3) 실험 방법 및 장비

2. 세부 실험 과정 및 실험 결과
1) 실험1: 토크 측정
2) 실험2: 토크 측정 - 전류 반대
3) 실험3: 막대 - 막대

3. 오차 분석 및 토론
1) 근사 사용 때와 비교
2) 참값을 알 수 없음
3) 측정의 문제
4) 실제 자기장과의 차이

4. 결론

5. 참고문헌

본문내용

Abstract
본 실험에서는 자기장 속 전류가 흐르는 도선이 받는 돌림힘과 자기력을 확인하기 위해 전류 천칭을 이용한다. 전류 천칭이 기울어진 정도를 이용해서 돌림힘의 크기를 정량적으로 구하고, 이론 값과의 오차 원인에 대해 분석한다.

1. 서론
1.1. 실험 목적
본 실험에서는 전류 천칭을 이용해서 자기장 속 전류가 흐르는 도선이 받는 자기력과 돌림힘을 정량적으로 분석한다.

1.2. 배경 지식
1.2.1. 자기장 속 물체가 받는 힘
자기장 B ⃗ 내부의 속도 v ⃗로 움직이는 전하량 q인 전하가 받는 자기력은 다음과 같다.
F=qv ⃗×B ⃗
이를 이용해 전류가 흐르는 도선이 자기장 내에서 받는 힘을 구할 수 있다. 전류의 정의에 의해 dq=Idt라 쓸 수 있고, v ⃗=(dL ⃗)/dt (L ⃗은 전류 방향) 이므로 자기장 내에서 전류가 흐르는 도선이 받는 힘은 다음과 같다.
F ⃗=I∫_i^f▒〖dL ⃗×B ⃗ 〗
이 실험에서 자기력을 받는 도선은 자기장과 수직이므로 이때 자기력 F=BIL이다.

면 벡터가 A ⃗인 전류가 흐르는 고리가 자기장 속에 있다고 할 때, 이 고리의 자기 쌍극자 모멘트(Magnetic Dipole Moment) μ ⃗=IA ⃗이다. 또, 이때 이 고리가 받는 돌림힘 τ ⃗=μ ⃗×B ⃗이다. 전류 천칭에서는 돌림힘을 자기력, 힘을 받는 지점과 축 사이 거리를 이용해서 τ ⃗=r ⃗×F ⃗의 형태로 계산한다.

참고 자료

David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker, Fundamentals of Physics Extended, 10th ed., Wiley, 2013, pp.803-806, 820-825, 836-838, 852-854.
Raymond A.Serway, John W.Jewett,Jr., Principles of Physics: A CALCULUS-BASED TEXT, 5th ed., Cengage, 2013, pp.745-747, 754-760.