일반물리실험2 5주차 암페어 법칙(A0)

소개

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목차

1. 실험 목적
2. 데이터 정리
3. 결과 분석
4. 질문 및 토의
5. 참고문헌

본문내용

3. 결과 분석

도체에 전류를 흘려보내면 자기장이 형성된다. 만약 도체에 흐르는 전류 속 전하가 일정한 속도로 운동하고 있다면, 이 전류가 형성하는 자기장은 전류가 흐르는 방향과 수직이고, 전류로부터의 거리의 제곱에 반비례하는 크기를 갖는다. 이를 수식화하여 도체 주위에 형성된 자기장을 구하는 법칙이 Biot-Savart’s law이고, 이는 다음과 같다.

여기서 는 진공에서의 투자율로 의 값을 가지고, r은 전류에서 점 P까지의 거리이다. 은 전류 요소 에서 점 P를 향하는 방향의 단위벡터이다. 전류가 흐르는 도선의 길이가 유한하다면, 전류로 인해 발생하는 총자기장은 양변 적분을 통해 구할 수 있다.
임의의 전하에 의해 발생하는 전기장의 크기는, 그 전하를 둘러싸는 대칭성을 가진 가우스 폐곡면을 설정한 후 가우스 법칙을 통해 구할 수 있다. 이와 비슷하게 전류 분포가 평면, 원통, 구 등의 대칭성을 가지고 있다면 Ampere 법칙을 통해 자기장을 구할 수 있으며, 이는 다음과 같다.

여기서 는 Ampere 고리 내부에 존재하는 알짜 전류이고, 이 법칙은 직선 도선, 원형 도선, 솔레노이드 등에서 조금씩 다른 값을 유도하게 된다.

참고자료

· David Halliday, 일반물리학 11판-2, 텍스트북스, 213-227p
· 물리학백과, 비오-사바르의 법칙,
· https://terms.naver.com/entry.naver?docId=3537076&cid=60217&categoryId=60217