(A+)Faraday의 법칙에 대해 실험해보고 자기장의 변화와 전기장의 관계를 규명

소개

"(A+)Faraday의 법칙에 대해 실험해보고 자기장의 변화와 전기장의 관계를 규명"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험목적
2. 실험결과 및 질문
3. 실험고찰
4. 참고문헌

본문내용

◆실험목적
원형 고리에 전류가 흐를 때 고리의 축 위에서 자기장의 세기에 관한 식을 구하고 그 결과를 이용하여 상당히 균일한 자기장을 얻을 수 있는 Helmholtz coil를 만들어본다. 일정한 전류(steady current)가 만들어 내는 자기장은 시간에 따라 변하지 않는다. 그러나 전류를 시간에 따라 변화시키면 자기장도 마찬가지로 시간에 따라 변하게 되고 그것은 전기장을 유도하게 된다. 이와 같은 Faraday의 법칙에 대해 실험해보고 자기장의 변화와 전기장의 관계를 규명해본다.

◆실험결과 및 질문
Q. 비오-샤바르 법칙을 이용하여 전류 I가 흐르는 반지름 a인 원형 도선의 축에서 z만큼 떨어진 거리의 자기장을 구하여라.

<중 략>

◆실험고찰
이번 실험은 Helmholtz coil과 Faraday‘s law에 관한 실험이다. 우선 첫 번째 실험은 Helmholtz coil 실험이다. 반지름이 10.5cm인 원형 코일은 2개를 준비한다. 두 코일은 각각 200번씩 감겨있다. 이 두 코일을 마주보게 세우고 각각 코일에 2V의 전압을 걸어준다. 이때 두 코일 사이의 자기장이 일정해지는 거리를 찾는다. 이 거리는 이론상 반지름이다. 코일의 반지름이 10.5cm이므로 두 코일을 10.5cm 떨어지게 세워놓고 자기장을 측정하였다. 이때 자기장은 위치-자기장 그래프로 나타내었다. 위 그래프를 살펴보면 두 코일 사이에서 자기장이 상당히 일정한 값을 가짐을 알 수 있다. 두 코일 사이에서 위치-자기장 그래프가 거의 수평한 직선이 되므로 상당히 일정한 자기장이 형성되었음을 알 수 있다. 다음으로 두 코일의 거리를 3.5cm 줄인 7.0cm로 실험하였다. 실험결과 그래프의 개형을 위와 같았다. 이전 실험과 비교했을 때 최고점이 상승하였음을 알 수 있다. 최고점은 두 코일의 사이의 거리의 중심에서 형성되었다. 다음으로 거리를 3.5cm늘려서 14.0cm로 자기장을 측정해보았다. 실험결과 위와 같은 결과를 보였다. 최고점은 각각 코일의 평면 위에서 형성되었으며 자기장의 최고점은 위의 두 실험보다 작았다.

참고자료

· 대학물리학, 대학물리학교재편찬위원회 역, 북스힐, 2011, pp760-761, pp727-731