[A+, 에리카] 2021-2학기 일반물리학실험2 페러데이의 유도법칙(Faradays Law) 실험

소개

간단하게 말씀드리자면
시간낭비하지마시고 참고하세요
A+ 레포트입니다.

목차

1. 실험 제목
2. 실험 목적
3. 이론 및 원리
4. 실험 장치 및 방법
5. 실험 결과
6. 분석 및 토의
7. 과제용 질문
8. 참고문헌

본문내용

1. 실험제목
페러데이의 유도법칙(Faraday’s Law) 실험

2. 실험목적(Introduction)
움직이는 코일에 유도되는 기전력을 측정하여 Faraday법칙과 Lenz의 법칙을 적용하고, 에너지 손실을 비교하여 에너지 보존 법칙에 대해 알아본다.

3. 방법(Method)
3.1 이론 및 원리
가. 전자기 유도
페러데이는 실험을 통해 코일에 대해 자석이 움직였을 때 기전력이 발생함을 알아내었고 이때 발생하는 기전력의 크기는 페러데이의 법칙을 통해, 기전력의 방햐은 렌츠의 법칙을 통해 알 수 있다.

나. 페러데이의 법칙
균일한 자기장 내에서 회로(코일)에 유도된 기전력은 회로(코일)를 통과하는 자기선속의 시간 변화율과 같다.

나. 자기다발(자기선속)
페러데이의 법칙을 이용하기 위해서는 전류고리를 통과하는 자기장의 양을 계산하는 방법이 필요하다. 표면을 통과하는 전기장의 양을 계산하기 위해 정의한 전기다발(식 (2))과 같이 자기다발 또한 정의할 수 있다.

면적 A의 전류고리가 자기장 □(B ⃗ ) 안에 놓여 있으면 전류고리를 통과하는 자기다발을 식(3)으로 정의할 수 있다.

다. 페러데이의 법칙(유도 기전력)
회로가 전부 같은 N개의 고리로 구성된 코일로 되어 있고, 자기력선이 모든 고리 사이로 빠져 나간다면 유도 기전력은 식(4)와 같다.

기전력은 모든 고리가 직렬로 연결되어 있으므로 N개만큼의 크기로 증가할 것이다. 따라서 전체 기전력은 각 고리의 기전력을 더한 것으로 표현된다.
평균 유도 기전력은 식(3)과 식(4)에 의해 식(5)와 같이 정의된다.

라. 마찰에 의한 에너지 손실
진자를 들어올려 놓으면 마찰에 의해 에너지가 손실되어 처음 높이만큼 올라가지않고 그보다 아래 높이까지만 올라가는 것을 확인할 수 있다. 따라서 마찰에 의해 손실된 에너지는 진자의 질량중심 높이의 변화량으로 표현할 수 있고 이를 회전축으로부터 진자의 질량중심까지의 거리 L, 중력과 진자가 이루는 각도 θ를 통해 정리하면 식(6)과 같다.

참고자료

· Walker, Halliday, Resnick / 일반물리학2 / 11판 / 30-1장 / p237~p241 / 출판사:WILLEY / 출판년도:2021.
· Serway, Jewett / 최신대학물리학2 / 5판 / 23장 / p762~p772 / 출판사:북스힐 / 출판년도:2018
· Serway, Jewett / 대학물리학2 / 10판 / 30장 / p736~p740 / 출판사:북스힐 / 출판년도:2020