[물리실험]전류가 만드는 자기마당

소개

서울대 물리실험 보고서입니다.
비오-사바르 법칙 알아보는 전류가 만드는 자기마당 실험보고서입니다.

목차

1. 실험개요
2. 실험목적
3. 배경이론
4. 결론

본문내용

1. 실험개요

이번 실험은 전류에 따라 자기장이 어떻게 변하는지 알아보는 실험으로 솔레노이드와 줄토리에 전류를 가한 다음 발생하는 자기장을 홀-센서를 이용하여 측정하고 그 값이 이론값과 일치하는지, 만약 오차가 생긴다면 어느 정도이며 왜 생기는지를 알아보는 실험이었다.

2. 실험목적

전류가 흐르는 도선의 주위에는 자기마당이 생긴다. 이를 확인할 수 있는 가장 손쉬운 방법은 나침반을 전류가 흐르는 도선 주위로 가져와 보는 것이다.
이 실험에서는 직선 도선에 전류를 흘리고 주위의 자기마당을 홀-센서를 사용하여 측정한다. 이때 전류의 크기, 방향 및 전류가 흐르는 도선으로부터의 거리, 위치에 따른 자기마당의 변화를 조사하여 비오-사바르(Biot-Savart)의 법칙과 앙페르(Ampere)의 법칙을 확인한다.
전류가 흐르는 직선 도선의 주위에는 동심원 상으로 자기마당이 생기는데 이때 생겨난 자기마당의 방향과 또, 자기마당의 크기가 도선으로부터의 거리에 따라 어떻게 변하는지 알아본다.

3. 배경이론

서로 떨어져 있는 도선 사이에 힘(자기력)을 미치는 자기 현상은 먼저 한 전류에 의해 주위 공간에 자기마당이 형성되고, 이 자기마당 내에 다른 전류가 흐르는 도선이 있으면 자기마당에 의해 전류가 힘을 받는다고 생각한다.
전류가 흐르는 도선 주위에 형성된 자기마당의 특성을 조사해 보면 도선의 짧은 부분 ds 에 의한 P 점에서의 자기마당의 크기 dB 는 도선에 흐르는 전류 i 에 비례하며 도선(부분)으로부터의 거리 r의 제곱에 반비례하고 전류와 변위 벡터의 방향각 θ 의 sine 값에 비례함을 알 수 있다. 또, 그 방향은 전류의 방향에서 변위 벡터의 방향으로 오른 나사를 돌릴 때 오른 나사가 진행하는 방향이 된다.
이를 비오-사바르의 법칙이라고 부르며 수식으로 표현하면

참고자료

· 없음