아주대학교 물리학실험2 결과보고서 전자기 유도와 Lenz의 법칙

소개글

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목차

[1] 측정값
[2] 계산 및 결과
[3] 토의
[4] 참고문헌

본문내용

이번 실험에서는 이중 솔레노이드에서의 상호 유도 현상을 측정하여 Faraday의 법칙을 이해하고, 변압기의 원리를 확인하고자 하는 실험이었다. 1에서는 권선수가 각각 다른 두 코일을 가지고 1차코일을 2차코일 안에 밀어 넣었다. 그 후 1차 코일과 2차 코일의 전압 파형, 신호 발생기의 출력 전류의 파형을 관찰하고 각각의 피크 전압(진폭, v_(1,max), v_(2,max) )과 전류의 최대값(i_(1,max))을 측정하여 상호 인덕턴스를 구하는 실험이었다. 60Hz 일 때와 120Hz 일 때, 주파수를 나누어서 실험을 진행하였다. 상호 인덕턴스의 이론값은 식 M^th= (μ_0 N_1 N_2 A_1)/l을 이용하여 구하고 실험을 통해 얻은 값을 토대로 M^exp= ϵ_(2,max)/(2πfi_(1,max) )를 계산한다. 실험이 잘 되었다면 두 값의 비 M^exp/M^th는 1이 나와야 한다. 이를 증명하는 것이 곧 Faraday의 법칙과 Faraday의 법칙으로부터 유도한 식 M^th= (μ_0 N_1 N_2 A_1)/l의 과정이 옳은가를 검증 하는 것이 된다. 그러나 실험 결과 60Hz와 120Hz 일 때 각각 0.761H 0.801H로 1보다 작은 값이 나왔다. 오차 요인으로는 주변의 전자기기에 의한 영향과 전압 측정과정에서의 기계 오차, 테이블의 수평 여부와1차 코일이 2차 코일 안에 완벽하게 들어가서 상호 유도를 제대로 일으켰느냐 여부 등이 있다. 10~20%의 오차를 보이므로 결과적으로 실험 1을 통해두 식의 타당성은 입증했다고 결론 지을 수 있다. 실험 2에서는 철심이 있는 이중 솔레노이드의 전압비와 권선비를 측정하였다. 실험 1의 세팅을 유지 한 채로 1차코일의 안에 철심을 끝까지 밀어 넣어 전압과 전류의 파형을 관찰하고 v_(1,max), v_(2,max), i_(1,max)를 측정하였다. 이 실험 또한 60Hz, 120Hz를 나누어서 진행한다. 실험 이론에 의하면 1차 코일과 2차코일의 총 자기선속은 각각 코일이 감긴 횟수에 정비례하게 된다.

참고 자료

제 12판 물리학실험 , 아주대학교출판부 ,169p~179p
대학물리학 9판, aymond A. Serway , John W. Jewett 북스힐 ,91p~792p