[건국대학교 대학물리2 A+] 자기유도 실험레포트

소개

이 자료는 건국대학교 대학물리2 실험에서 수행한 자기유도 및 진공의 투자율 측정 실험에 대한 레포트입니다. 헬름홀츠 코일 내 자기장과 전류천칭을 이용하여 로렌츠 힘을 측정하고, 이를 통해 진공의 투자율을 구해보는 실험을 수행하였습니다. 실험 이론, 장치 설명, 데이터 분석, 오차 원인까지 체계적으로 정리되어 있어 자기유도 개념을 학습하는 데 도움이 됩니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 원리
3. 실험 기구 및 장치
4.실험 방법
5. 실험 결과
6. 토의
7. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적
전류가 흐르는 도선이 자기장 속에서 ㅂ다는 힘을 측정하여 자기유도 B를 측정하고, 진공 중의 투자율()의 실험치를 구한다.

2. 실험 원리
자기장 내에서 전류가 흐르는 도선은 다음과 같은 힘을 받는다. 즉
(1)
자기장에 의한 힘의 크기는
(2)
여기에서 는 도선에 흐르는 +전류의 방향과 B방향사이의 각이다.
한편, 거리 a 만큰 떨어진 두 개의 동일한 코일의 축을 따라 얻어진 자기장 밀도는
(3)
여기서, R=코일의 반지름
z=0일 때 자기 밀도는 a<R인 경우에 최대 값을 가진다. 그리고 a>R일 때 최소 값을 가진다.
측정으로부터 알 수 있는 결과는 a=R 일 때 아래의 영역에서 균일한 자기장 밀도를 보여준다.

중간 점 에서의 자기밀도 세기는
(4)
여기서 N은 코일의 감긴 수이며, R은 코일의 반경이며, I는 코일에 흐르는 전류이다. 헬름홀츠 배열에서 중심에서의 자기장 밀도는 넓은 영역에 걸쳐 균일한 특성을 지니고 있다.
지금 전류천칭을 사용하여 헬름홀츠 코일내의 자기유도에 의한 전류 도선에 작용하는 힘을 구하고자 한다.
그림 2. 8. 1은 전류천칭의 구조이다. 이 때 전류천칭의 ㄷ자형 회로의 양단자에 붙어있는 뾰족한 회전축이 단자축의 홈에 위치하여 회전이 잘되게 고정되어 있으며, 전류는 이 회전축 핀을 통하여 흐르게 된다.
그리고 헬름홀츠 코일에 전류를 걸어주면 헬름홀츠 코일 내에서 전류선()에 수직하게 자기유도 가 있게된다. 따라서 와 는 서로 수직이게 된다.

참고자료

· 일반물리학실험, 건국대학교 물리학과, 북스힐, P.227~P.238