일반물리실험) 유도기전력 측정 실험 예비&결과레포트

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목차

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본문내용

◎ 실험목적
긴 1차의 솔레노이드 코일에 다양한 크기의 전류와 주파수로 자기장을 형성시킨 후 1차 코일 내로 삽입되는 2차 코일 양단에서의 유도기전력에 대하여 1차 코일의 전류와 주파수 및 2차 코일의 감은 수, 코일 반경 등의 함수관계로 조사한다.

◎ 실험원리
자기선속(magnetic flux) 의 시간적 변화율은 유도기전력 를 유발한다.


여기서 는 전기장의 세기이며, 는 자기플럭스밀도이다. 는 도체에 닫혀진 면적이고, 는 그 경계이다.
와 의 관계식은 Maxwell의 두 번째 식에서 유도된다. 즉
(1)
이며, 이는 한 개의 도체 루프의 경우이다. 개의 평행한 도체 루프를 통하여 같은 플럭스가 지나게 되면, 유도되는 기전력은
(2)
가 된다.
실험에서 자기장은 1차의 긴 솔레노이드 코일에 의하여 발생한다. 솔레노이드 코일내에서의 자기장은 일정하므로
(3)
암페어 법칙에 의하여

이며, 이 식은 면적 를 통해 흐르는 일정한 전류 와 아래의 관계가 성립한다.

그리고 그것에 의하여 자기장 가 생성된다. 는 전류밀도, 는 진공중의 투자율이고, 그 값은 이다.
감긴 긴 코일의 경우 자기장의 크기는
(코일 내부에서)
가 된다.
그러므로 주파수 혹은 각진동수 인 교류전류 가 1차 코일을 통하여 흐르는 경우 이고 식 (1)로부터, 2차 코일(번 감은 수, 단면적 )에 유도되는 전압은
(4)
이 된다.

참고 자료

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