지구자기장 측정

소개

물리실험 예비 와 결과 레포트

목차

실험목적
실험기구 및 장치
이론
실험 방법
실험결과
ㆍ계산 및 오차 와 결론 및 논의

본문내용

실험목적 : 지구 자기장의 x ,y, z 성분을 유도 기전력에 의해 측정하여 본다.

‧ 실험기구 및 장치 : 지구 자기장 측정 장치, 오실로스코프, 멀티미터

‧ 이론
코일의 회전축이 일정한 지구 자기장 B내에서 수직 방향인 상태에서 면적 인 코일이 일정하게 회전한다면, 지속 이 코일을 관통하게 된다.

여기서 는 각속도이다.
회전축이 자기장 B에 수직한 경우를 가정해보면 아래의 식이 유도 기전력에 사용된다.

유도된 AC전압의 피크값은

각속도 를 로 변환한 경우에는 그리고 코일이 N회 감긴 경우


만약 회전축의 뱡향이 직각 좌표계에서 z 방향을 향하고 있는 경우에도 유도 기전력의 진폭는 (그림1을 참조한다.)

의 전압이 지구자기장에서 유도된다.

대칭이기 때문에 위의 방정식은 x, y 축에 대하여도 성립한다.

◉회전 상태 및 주파수 표시
선택스위치를 1회 누르면 3Hz 동작하고 곧바로 회전상태를 표시해 준다. 즉 setting값 보다 느리면 L 높으면 H쪽에 LED에 불이 들어온다. 어느 정도 시간이 경과하여 안정된 동작을 하면 O에 고정된다. 이때 측정을 시작하면 된다.
선택스위치를 1회 더 누르면 현재 회전상태가 표시되고 한번 더 누르면 4Hz로 setting값이 변화하고 마찬가지로 1회 누르면 표시된다.

◉ 사용상 주의사항
유도 코일이 회전 할 때에는 다른 물체나 몸에 닿지 않도록 주의하도록 하여라.

‧ 실험 방법
(1) 실험을 시작하기 전에 코일의 감은 수(N)와 코일의 반지름(R)을 측정한다.
(2) 실험 장치를 구성한다.
(3) 오실로스코프를 작동시킨다.
(4) 원형 고리의 회전축을 z축으로 고정시킨다.
(5) 전원공급장치를 킨다.
(7) Uz를 표에 기록하고, 모터의 고정나사를 풀고 회전축을 x축, y축으로 바꿔가면서 앞의 과정을 반복하여 Ux , Uy를 측정, 기록한다. 이론에 나와있는 식을 이용하여 지구 자기장을 계산한다.

참고자료

· 없음