[일반물리학실험2]예비보고서-솔레노이드안의 자기장

소개

[일반물리학실험2]솔레노이드 안의 자기장 예비보고서 입니다.
목표, 원리, 답변, 방법요약 으로 아주 간단하게 3장으로 이루어져 있습니다.

목차

1. 결과 분석
◎ 실험목표
◎ 실험원리
2. 예비 질문에 대한 답변
3. 실험 방법 요약
◎ 실험기구
◎ 실험방법 요약

본문내용

1. 결과 분석

◎ 실험목표

▶ 솔레노이드의 자기장을 전류사이 및 미터당 도선이 감긴 수의 관계에 대하여 알아본다.
▶ 솔레노이드의 안과 밖에서의 자기장의 변화에 대하여 알아보고,
투과상수(permeability constant:)를 구해본다.

◎ 실험원리
매우 긴 솔레노이드 안의 자기장은 다음과 같이 자기장과 전류가 선형의 관계를 가지는 근사식으로 주어진다.
[B = μ0*n*I]
여기서 µo는 진공중의 투자율이며 값은 4πx 10-7 (Tesla·m/A) 이고 I 는 전류이며 n 은 솔레노이드의 단위 길이 당 전선의 감은 횟수이다. n의 단위는 1m 당 전선을 감은 횟수로 한다. 위의 근사식은 코일의 반지름과 코일 안의 위치에 상관없이 만족하지만 막상 솔레노이드의 길이가 단면의 반경에 비해 꽤 클 때만 정확하게 성립하는 것을 이번 실험으로 알 수 있다.
솔레노이드의 자기장은 솔레노이드를 이루는 각각의 고리가 만드는 자기장의 벡터 합이다. 도선에서 아주 가까운 곳에서 볼 때 도선은 긴 직선처럼 보이며 자기력선은 각 도선을 중심으로 동심원을 이룬다. 인접한 두 도선 사이의 영역에서는 자기장이 서로 상쇄된다. 그리고 도선으로부터 먼 내부영역은 자기장이 솔레노이드 중심축에 거의 평행하다. 사각형 도선들로 촘촘히 감긴 매우 긴 솔레노이드를 이상적인 솔레노이드라 하는데 그 내부에서 자기장은 균일하며 방향은 솔레노이드의 축과 평행하다. 실제 솔레노이드에서도 양 끝에 너무 가깝지 않은 내부 영역에선 B = μ0 n I 식이 잘 적용되는데 지름이나 길이에 독립적이고 솔레노이드의 단면에 걸쳐 균일하게 내부 자기장이 측정된다.

참고자료

· 컴퓨터를 활용한 일반 물리학 실험, 대학물리학2