암페어의 법칙(자기장의 측정)

소개

일반물리 실험 때 쓴 실험예비 레포트 입니다.

목차

1. 목 적
2. 이 론
* 솔레노이드
* 원형 전류 루프
* 비오-사바르의 법칙
3.실험기구 및 장치
4.실험방법
(1) 직선 도선 주위의 자기장 측정
(2) 원형 도선 주위의 자기장 측정
(3) 솔레노이드 중심축에서의 자기장 측정

본문내용

1. 목 적
직선도선, 원형도선 및 솔레노이드코일에 전류가 흐를 때 도선 주위의 자기장의 세기를 측정하여 이론적인 자기장 분포곡선과 일치하는가를 알아보고 암페어의 법칙 및 비오-사바르의 법칙이 성립 하는가를 확인한다.

2. 이 론
전기장을 계산할 때 가우스 법칙을 이용하여 쉽게 계산할 수 있었던 것처럼, 고도의 대칭성을 가진 전류분포에 대하여 자기장 또한 암페어 법칙을 써서 손쉽게 풀 수 있다.
* 우선 폐쇄된 암페어의 법칙 루프(loop)를 선택하고, 닫혀진 루프에 대해 암페어 법칙을 적용한다.

* 솔레노이드 : 솔레노이드 중심부 근처 점에서 긴 솔레노이드 내의 자기장은 다음과 같다.

* 원형 전류 루프 : 원형 전류 루프의 축방향을 따라서 거리가 x인 위치에 반지름 R인 원형 전류 루프가 만드는 자기장은 다음과 같다.

* 비오-사바르의 법칙
원형전류와 자기장에 관한 암페어의 법칙과 전후해서 1820년 장밥티스트 비오(Jean-Baptiste Biot)와 펠릭스 사바르(Félix Savart)가 발견하였다. 이 발견을 계기로 전자기현상의 통일적인 이론을 얻는다는 것이 물리학의 과제의 하나가 되었다.
전류 I가 흐르고 있는 회로 안의 미소부분 Δs에 의해서 P점에 생기는 자기장 ΔH는 P와 Δs를 포함하는 면에 수직이고, 그 방향은 암페어의 법칙에 따른다. 그 크기는 ΔH=IΔs ·sin θ/4πr2 으로 주어진다. P점에서의 자기장의 세기는, 이 관계에 입각해서 얻어지는 회로 안의 각 미소부분에 의한 자기장의 벡터 합으로써 구해진다.

3.실험기구
① 컴퓨터 및 인터페이스 장치
② 파워앰프

참고자료

· 없음