[물리]전류가 만드는 자기마당 실험 보고서

소개

전류는 전하의 의미라고 보며, 정량적으로는 단위 시간 동안, 단위 면적을 통과하는 총 전하량으로 정의한다. 따라서 전류의 단위는 C/s 이고, 이를 A(암페어) 라고 한다. 이렇게 전류가 흐르는 도선의 주위에는 자기장이 발생한다. 이를 확인하는 쉬운 방법 중 하나는 나침반을 도선 주위로 가져와 보는 것이다.
이번 실험에서는 도선에 전류를 흘린 뒤에, 자기장을 홀-센서를 사용하여 측정한다. 이때 전류의 크기와, 방향 및 전류가 흐르는 도선으로부터의 거리, 위치에 따른 자기장의 변화를 측정하여 비오-사바르(Biot-Savart)의 법칙과 앙페르(Ampere)의 법칙을 확인한다.

목차

0. Preview & Introduction
1. Abstract
2. Data/Results
실험 준비
실험 과정
3. Discussion

본문내용

이번에는 전류를 일정하게 한 것까지 계산하여 보기로 한다. 우선 위의 실험③-A를 다시 계산해 보면, (거리는 15cm이므로, θr=8.351, θl=143.97, cosθr = 0.989 cosθl = -0.809)
<단, 여기서 ‘거리’라는 것은 솔레노이드 안으로 들어간 길이를 말하며, 이것은 솔레노이드 양끝의 나무도막 끝까지를 합한 거리이므로 이 길이(약 4.1cm)를 빼서 계산해줬다.>
즉, (7)식에, (cosθr - cosθl)/2를 해준 것이므로 이를 계산하면 0.899가 나온다. 즉, 위의 이론값에 0.899를 곱한 값이 진짜 이론 값이 되는 것이다.
그런데, 이렇게 0.899를 곱해주면 오차가 오히려 더 벌어지게 된다, 이는 실험값의 측정이 너무 커졌음을 의미하며, 오차의 원인으로는, 홀센서를 들고 있는 동안에 손의 떨림으로, 컴퓨터에 측정되는 자기장의 값이, 계속해서 진동한 것과, 정확히 솔레노이드의 축에 홀센서를 위치시키지 못한 것으로 추정된다. 하지만, 손의 떨림이나, 축에 위치 시켰는가는 실제로 측정이 불가능하기 때문에 오차를 분석할 수 없었다.

실험 ③-B를 마찬가지 방법으로 (8)을 이용하여 계산해보았다. (전류 - 0.42 A)

역시, 계산결과 오차가 황당할 정도로 크게 나타났다. 이 역시 정확한 이유는 모르겠지만, 위에서 지적한 이유일 것으로 보인다.

참고자료

· 없음