홍익대_대학물리실험2_비오사바르_보고서A+

소개

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목차

1. 저자
2. 서론
3. 실험 결과
4. 실험 기구 및 장치, 실험 방법
5. 실험 결과
6. 토의
7. 결론
8. 참고문헌

본문내용

(1) 실험 제목
자기장(암페어 법칙, 비오-사바르 법칙)

(2) 저자
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(3) 서론
(ㄱ)연구 목적
직선 도선, 원형 도선, 솔레노이드에 다양한 세기의 전류를 흘려보낸다. 이때 발생하는 자기장을 측정해보며 암페어 법칙과 비오-사바르 법칙이 성립함을 확인한다.
(ㄴ)연구 배경
대학물리2 수업 시간에 이론적으로 배운 암페어 법칙과 비오-사바르 법칙을 실험을 통해 실제로 확인하고자 실험을 진행하게 되었다.
(ㄷ)실험 관련 이론
-직선 도선-
*출처 참고문헌[1]
I 세기의 전류가 흐르는 직선 도선에 의해 발생하는 자기장은 암페어의 법칙에 의해 ∮B ⃗⋅ds= μ_0 I이다. 따라서 도선으로부터 r만큼 떨어진 곳의 자기장의 크기는 B(r)=(μ_0 I)/2πr이며 자기장의 방향은 원의 접선 방향이다. 이때 μ_0는 진공의 투자율을 뜻하며 값은 4π*10^(-7) T*m/A이다.
-원형 도선-

출처 참고문헌[1]
점 P에서의 자기장 크기는 비오-사바르 법칙에 의해 dB ⃗=(μ_0 I)/4π*dS ⃗×r ̂/r^2이다. 이때 dS ⃗와 r ̂은 수직이고 자기장의 y축 성분은 대칭성에 의해 상쇄되므로 자기장은 아래와 같은 식으로 나온다.
B(x)=(μ_0 IR^2)/(2(R^2+x^2 )^(3/2) )
-솔레노이드-
무한히 긴 솔레노이드 내부의 자기장은 암페어 법칙에 의해 B=μ_0 nI이다. (n은 감은 수)
위 식을 통해 솔레노이드 내부의 자기장은 코일의 크기나 위치와 상관없다는 것을 알 수 있다. 하지만 우리가 평상시 쓰는 솔레노이드는 길이가 무한하지 않고 자기장도 위치에 따라 달라지기 떄문에 위 식을 바로 쓰기에는 무리가 있다.
*출처 참고문헌[1]
솔레노이드 중심축 위의 점 O에서 비오-사바르 법칙을 적용하면 자기장의 세기는 아래와 같은 식으로 나타난다.

참고자료

· B. B. Kim, T. W. Kim, H. G. Min, M. H. Jung, W. G. Han, Physics Experiments, revised edition, (bookshill, Seoul, Korea, February 25, 2020), Vol. 4, pp 383-396.