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일반물리실험 미지저항

6. 결과[1] 실험값(1) 미지저항의 선택 1◑ 색띠를 읽어 알아낸 미지저항의 저항값: 27X101±10% Ω◑ 멀티미터를 이용하여 측정한 미지저항의 저항값: 275.5 Ω(Ω)저항선의 위치(Ω)오차(%)(cm)(cm)99.81회) 28.672.4252.648.302회) 27.873.2262.784.623회) 27.973.1261.485.10평균259.006.01(Ω)저항선의 위치(Ω)오차(%)(cm)(cm)9891회) 79.921.1261.185.202회) 79.821.2262.744.633회) 79.721.3264.314.06평균262.744.63(2) 미지저항의 선택 2◑ 색띠를 읽어 알아낸 미지저항의 저항값: 33X100±5% Ω◑ 멀티미터를 이용하여 측정한 미지저항의 저항값: 33.3 Ω(Ω)저항선의 위치(Ω)오차(%)(cm)(cm)99.81회) 76.3524.6532.223.242회) 76.724.331.335.923회) 76.324.732.303.00평균31.954.05(Ω)저항선의 위치(Ω)오차(%)(cm)(cm)9891회) 99.13.433.93-1.892회) 98.93.636-8.113회) 99.13.433.93-1.89평균34.62-3.96(3) 미지저항의 선택 3◑ 색띠를 읽어 알아낸 미지저항의 저항값: 43X100±5% Ω◑ 멀티미터를 이용하여 측정한 미지저항의 저항값: 43.5 Ω(Ω)저항선의 위치(Ω)오차(%)(cm)(cm)99.81회) 71.3931.1143.490.022회) 71.231.343.87-0.853회) 7131.544.27-1.77평균43.88-0.87(Ω)저항선의 위치(Ω)오차(%)(cm)(cm)9891회) 98.24.343.310.442회) 984.545.41-4.393회) 98.24.343.310.44평균44.01-1.17[2] 결과 분석Rs : 기지저항 Rx : 미지저항 R1 : L1 R2 : L21. Wheatstone bridge의 검류계 양단에 전류가 흐르지 않을 조건검류계에 전류가 흐르지 않는다는 것은 검류계가 연결된 양단에 전류가 흐르지 않는다는 것을 말하며 이는 양단이 등 전위를 이루고 있다는 뜻이다. 여기서 등 전위라는 말은 두 점 사이에 전위차가 없다는 것이다. 즉, 위 그림2를 볼 때, IsRs=I1R1 IXRX=I2R2 가 성립되어야한다. 그러므로 실험시에 이 조건을 만족하는 L1 L2 의 위치에서 전류가 0이 되게 된다.2. 첫 번째 실험의 경우 색띠를 통해 읽어낸 미지저항의 저항값은 27X101±10%였고, 밀리미터를 이용하여 측정한 미지저항의 저항값은 275.5였다.이렇게 멀티미터를 통하여 구한 값과 색띠를 통하여 구한 값이 차이가 나는 이유를 찾아보니,저항을 만드는 과정에서 임의저항치를 탄소봉을 돌리면서 조금씩 파버려서 원하는 저항값을 만든다고 한다. 하지만 이 과정에서 조금의 오차가 발생하기 때문에 색띠를 통하여 구한 값과 실제 멀티미터를 통하여 구한 저항값에는 조그마한 차이가 있는 것이다.3. 위 실험을 통한 결과들을 보게 되면 실험1에서,그리고등을 다 달리 하여도 검침봉을 통해 검류계의 바늘이 0을 가리키는 곳의 점을 찾아,를 측정한 후, 나중에 계산을 통해서 나오게 되는의 값은 항상 어느 정도의 오차를 가지고 있으나의 값과 거의 유사하게 나오는 것을 알 수 있다. 마찬가지 방법으로 실험을 했을 때, 실험2나 실험3에서도 같은 양상의 모습이 나타남을 볼 수 있다.4. 실험시의 오차 범위를 살펴보면실험1실험2실험3색띠의 오차율±10%±5%±5%실험 오차=99.86.014.05-0.87실험 오차=9894.63-3.96-1.17실험 오차가 색띠의 오차율 범위에 안쪽임이 확인 되며 이는 Wheatstone bridge의 원리의 우수성과 정밀성을 입증한다.[3] 오차 논의 및 검토먼저 Wheatstone bridge의 원리를 살펴보면,검류계(G)가 0이 되어 전류가 흐르지 않게 하여 미지저항의 값을 측정하는 것으로, P와 Q사이에 전류가 흐르지 않는 다는 것은 두 점이 등전위를 이루고 있다는 뜻이다. 그러므로 M과 P점 사이의 저항 RS에 의한 전압강화와 M과 Q점 사이의 저항 R₁에 의한 전압강하는 같다. 또한, P와 N점 사이의 저항 RX에 의한 전압강화와 Q와 N점 사이의 저항 R₂에 의한 전압강하도 같게 된다.따라서 는 계산 과정을 거쳐 의 결과를 도출할 수 있다.그리고 는 다시 계산과정을 거쳐 최종적으로 를 도출할 수 있다.따라서 우리는 Wheatstone bridge를 통하여 구하는 RX값에 RS와 l₁,l₂가 영향을 미친다는 것을 알 수 있다.오차가 발생하는 부분도 우리가 측정한 값인 RS,l₁,l₂와 관련이 있을 것이다.먼저, RS값에 따라 오차율이 크게 다른 이유는 기지저항(RS)의 변화(가변)폭이 참값에 비해 크다면 G점의 ‘0’점을 맞추기가 쉽지 않고 따라서 RX의 참값에 접근하기가 쉽지 않기 때문이다.미지 저항인 X값(참값)이 100옴이라고 가정하면 기지저항(가변저항)을 200옴으로 조정할때와 2000옴으로 조정할때의 정밀도를 의미한다.즉, 200옴(가변저항)으로 조정할때는 세밀한 조정이 가능하지만 2000옴(가변저항)으로 조정할때는 거칠고(같은 회전각도에 비교해서 저항값의 변화가 크다는 의미) 따라서 갈바노메터의 "0"점 맞추기도 쉽지 않으면 따라서 오차가 커지게 되는 것이다.두 번째로, 저항선의 위치를 읽는 데 있어서 정확한 눈금을 읽지 못하였을 가능성이 있다.눈금이 아주 세밀하게 되어있는 것이 아니므로 정확한 지점의 눈금을 읽는 것이 힘들엇다.세 번째로, 검류계의 눈금을 관찰할 때, 지시바늘을 정확한 0의 위치에 맞추기가 힘들었다. 검침봉을 어느 정도 기울이느냐에 따라서 전위가 조금씩 변화하기 때문에, 그만큼 전위를 찾기가 힘들었다. 또한, 검침봉이 침 자체가 점이 아니라 작지만 넓이를 가지고 있으므로 정확한 지점을 파악하는데 어려움이 있다.

자연과학| 2009.12.18| 5페이지| 1,500원| 조회(255)

저항, 일반물리실험, Wheatstone Bridge, 미지저항

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일반물리실험 등전위선측정 평가A좋아요

6. 결과[1] 실험값(1) 실험 1 - 원형 전극 사이의 등전위선 측정★ 등전위선 측정 기록용지 첨부(2) 실험 2 - 두 막대전극 사이의 등전위선 측정★ 등전위선 측정 기록용지 첨부(3) (선택) 실험 3 - 원형 전극과 막대전극 사이의 등전위선 측정★ 이 실험을 선택 수행한 조에 한하여 등전위선 측정 기록용지 첨부(4) 실험 4 - ‘전기장 내에 놓여진 도체의(금속) 표면은 등전위를이룬다’는 현상을 확인★ 관측한 검류계의 지시바늘의 변화여부를 토대로 전기장 내에서의 도체(무전원 전극) 표면은 등전위를 이루는지 여부를 언급한다.[2] 결과 분석1. 원형 전극 사이의 등전위선 측정에서 첨부된 기록용지를 보면 원형 전극과 비슷한 모양으로 퍼져 나가는 것을 발견할 수 있다. 또한 중앙에서는 일직선의 대칭축과 같이 나타난 선이 존재하였고 이 선을 중심으로 하여 대칭적인 모습을 보였다. 또한 전기장은 등전위선에 수직이고 전위가 감소하는 쪽으로 향하므로 크기가 같고 부호가 다른 실험1에서는 안쪽으로 모여드는 방향 마찬가지로 실험2도 크기가 같고 부호가 다르므로 안쪽으로 모여드는 방향으로 전기력선이 형성 되게 된다.2. 두 막대전극 사이의 등전위선 측정에서는 첫 번째 실험이었던 원형전극 사이의 등전위선 측정 실험과 비교해 볼 때 전극의 모양 차이가 등전위선 모양에 많은 영향을 주는 것으로 보였다. 원형전극의 경우 등전위선의 곡률이 컸던 것에 비해 막대전극의 등전위선은 곡률이 작고 심지어 중심부분이 일자 형태로 보였다. 막대전극의 실험에서도 마찬가지로 가운데 부분에서 대칭선의 모습을 한 등전위선의 모습도 보였다. 이는 원형전극이 막대전극 보다 상대적으로 곡률 반지름이 작아 전하가 많이 모이게 되고 이에 전기력선의 밀도가 더 커지므로 전기력이 세져 등전위선이 더 많이 휘어진다고 볼 수 있다.3. 실험 4에서 전기장 내에 가만히 놓인 무 전원 전극의 표면은 전위차가 0으로 나타났다. 이는 전기적 도체는 그 내부에 자유롭게 움직이는 전하를 포함하고 있으며 고립된 계에 있을 경우 도체의 전하는 평형상태에 있으므로 도체 내부의 전기장이 0이 된다.4. 실험을 볼 때 물속에 전극이 담겨져 있고 전원이 공급 되므로 물에는 전류가 흐르고또한 감지되어야 정상이다. 하지만 얼마간 떨어진 두 지점에서 전류가 0인 경우가 존재하는 것을 볼 때, 도체 내에서 임의의 두 지점이 등 전위를 이룬다면, 이 두 지점 간에 전류의 흐름은 없다고 볼 수 있다.5. 작성된 등전위선을 볼 때 전극 주변으로 갈수록 단위 면적당 등전위선의 개수가 많고 더 밀집 되어 있는 것을 볼 수 있으며 전극에서 멀어질수록 단의 면적당 등전위선의 개수가 적고 퍼져있는 것을 볼 수 있다. 따라서 전기력선은 등전위선에 수직하므로 등전위선의 간격이 좁을수록 전기력선이 조밀하다고 볼 수 있다. 그러므로 등전위선의 간격이 넓을 쪽보다 좁은 쪽이 전기장이 더 세다.6. 실험 4에서 전기장 내에 놓인 무 전원 전극을 움직일 경우 전위차가 발생 했다. 이는 무 전원 전극이 도체 이므로 이동 검침 봉에 의해 움직이면서 도체 내부의 정전 평형 상태가 깨지게 되어 발생한 것으로 볼 수 있다. 고정 검침 봉을 이동시킬 때도 변화가 발생한 걸 관찰 할 수 있는데 이때도 기존에 이루고 있던 등 전위가 깨지므로 발생했다고 볼 수 있다.[3] 오차 논의 및 검토검류계의 최소 측정 단위가 1μA이므로 이의 오차의 한계를 고려해보면 측정계기의 최소눈금 × 1/2 이므로 0.5μA임을 알 수 있다. 따라서 측정값-0.5μA≤참값

자연과학| 2009.12.18| 3페이지| 1,500원| 조회(1,073)

등전위, 일반물리실험, 등전위선측정, 전극

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일반물리실험 기초정전기

6. 결과[1] 실험값◑ ‘5. 실험 방법’의 과정 중에 주어진 물음에 대한 답을 기술하시오.? 물음 1: 대전 봉이 Ice Pail 내부에 들어가게 되면 유도에 의한 대전에 의해 안쪽 철망은 대전 봉과 반대의 전하로 대전되고 그에 의해 바깥 철망은 대전 봉과 같은 전하로 대전되기 때문에 두 철망 간에 전위차가 발생한다.? 물음 2: 과정 4와 6에서 전위계의 바늘이 가리키는 방향은 서로 (반대)이다. 이로써 최초 전기적으로 중성인 두 물체를 마찰시켜 대전시켰을 때, 두 물체가 갖는 전하 부호는 각각 (다르다) 는 것을 알 수 있다.? 물음 3: 같았다. 4번 과정에서의 전위 값은 -0.2V 6번 과정에서의 전위 값은 +0.2V로 절대 값을 비교했을 때, 0.2로 값이 같았다.? 물음 4: 대전 봉의 전위 값은 0V가 측정되었다. 이는 -0.2V + +0.2V = 0V 즉 전하량 보존 법칙이 성립함을 알 수 있다.? 물음 5: 과정 5와 8에서 전위계의 바늘이 -10V -0.3V 로 가리키는 방향은 서로 (같다). 이로써 대전된 절연체를 전기적으로 중성의 도체에 접촉시켰을 때, 이 두 물체가 갖는 전하부호는 각각 (같다)는 것을 알 수 있다.? 물음 6: 과정 8과 9의 관측 결과로부터, 두 금속 구는 -0.6v +1.4v로 (다른) 전하 부호로 대전되었음을 알 수 있다.? 물음 7: 과정 5와 8의 관측 결과로부터, 대전된 절연체에 가까이 있는 도체는 절연체와 (다른) 전하 부호로 대전되고, 멀리 있는 도체는 (같은) 전하부호로 대전됨을 알 수 있다.? 물음 8: 과정 8과 9의 관측 결과로부터, 아크릴판(-1V)과 금속 구(+0.8V)는 (다른) 전하부호로 대전되었음을 알 수 있다.? 물음 9: 과정 7의 관측 결과로부터, (가)와 (다) 부분에 대전된 전하의 극성은 (다르다)? 물음 10: 과정 (7)의 관측 결과로부터 (나)와 (다) 부분 중 어느 쪽의 전하 밀도가 큰가? (다)또한, (가) 와 (다)부분 중 어느 쪽의 전하 밀도가 더 큰가? (다)? 물음 11: 과정 (10)의 관측 결과로부터 (가) 부분에는 전하가 분포하는가?그렇다. (-)전하가 분포함? 물음 12: 과정 (10)의 관측결과로부터 (가)와 (나) 부분에 대전된 전하의 극성은 같은가?(-)로 같다.? 물음 13: 과정 (10)의 관측결과로부터 전하밀도는 다>나>가 순으로 크다.이것으로부터 도체가 대전체로부터 유도에 의해 대전되는 과정에서 대전체에 가까울수록 도체에 유도되는 전하 밀도가 (크다)는 것을 알 수 있다.? 물음 14: 과정(13)의 관측 결과로부터, 고립된 대전 도체구의 표면 전하밀도는 균일하다고 할 수 있겠는가? 균일하다.[2] 결과 분석1. 중성의 두 절연체 사이의 대전 실험 결과 값을 보면, -0.2V +0.2V로 즉 중성인 두 물체를 서로 비비면 서로 다른 극성으로 대전되는 것이 확인 되었다.2.물음 5번의 답을 보면 아크릴판 -10V 금속 구 -0.3V로 대전된 절연체와 전기적으로 중성의 도체를 접촉시키면 도체에는 절연체와 같은 부호의 전하가 대전됨을 확인하였다.3.물음 3에 의해서 -0.2v + +0.2v = 0v로 정전기적 현상에 있어서 전하량 보존 법칙이 성립함을 확인하였다.4.물음 6과 7을 봤을 때, 아크릴판 -2.6v 금속 구는 -0.6v +1.4v로 전기적으로 중성인 도체에 대전체를 직접 접촉 시키지 않아도 도체를 대전시킬 수 있음을 확인하였다.5.대전체의 의해 유도 대전된 도체의 전하부호는 물음 7과 같이 두 개의 금속구가 붙어 있는 경우 대전된 물체가 대전되지 않은 물체에 유도에 의한 대전을 통해 작용하는 힘은 항상 인력이다. 라는 원리에 의해 대전체에 가까운 금속구가 인력이 작용하게 되는 +로 대전이 된 것이고 멀리 떨어진 금속 구는 척력이 작용하여 -로 대전이 일어나게 되었다. 물음 8의 경우 - 대전체가 금속 구에 접근하면 척력에 의해 전하가 바깥쪽으로 밀리게 되고 이 부분에 손가락을 가져갈 경우 접지로 인해 전하들이 모두 빠져나가 금속 구는 +로 대전 되게 된다.

자연과학| 2009.12.18| 3페이지| 1,500원| 조회(709)

일반물리실험, 정전기, 기초정전기, 정전기실험

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일반물리실험 전하의 비전하 측정

6. 결과[1] 실험값◑ 코일의 감은 수,130 회◑ 코일의 반경,0.146 m(1) 실험 1 - K-P 단자의 전압,200 V±5%회10.04801.00008.0063x10^(-4)2.2383x10^11-27.262720.04601.05008.4066x10^(-4)2.6748x10^11-52.080730.03801.10008.8070x10^(-4)3.9285x10^11-123.362140.03501.20009.6076x10^(-4)3.5375x10^11-101.131150.01302.400019.2152x10^(-4)6.4103x10^11-264.4695평균1.350010.8085x10^(-4)3.75788x10^11-113.6612(2) 실험 2 - K-P 단자의 전압,250 V회10.04001.20009,6076x10^(-4)3.3854x10^11-92.483120.02002.400019.2152x10^(-4)3.3854x10^11-92.483130.01802.500020.0159x10^(-4)3.8518x10^11-119.001240.04501.10008.8070x10^(-4)3.1833x10^11-80.992450.04701.00008.0063x10^(-4)3.4571x10^11-96.5598평균1.640013.1304x10^(-4)3.4526x10^11-96.3039[2] 결과 분석이번 실험은 코일의 감은 수(N)는 130회, 코일의 반경(R)은 0.146m으로 지정되어 있는 헬름홀츠 코일을 사용하여 진행하였다.1. 첫 번째 실험은 전압을 200V로 지정한 뒤 전류의 세기(I)를 바꾸어 가며 그에 따른 전자의 원운동 궤적의 반경(r)을 측정하는 실험이었다. 이 실험값을 가지고 자기장의 세기(B)와 전자의 비전하의 실험값을 구해 참값과 비교하여 오차를 구했다. 전류의 세기(I)를 1.0A~2.4A로 증가시킴에 따라 전자의 원 궤적 반경(r)은 0.0480m~ 0.0130m로 감소함을 알 수 있었으며, 자기장의 세기(B)는 다음 식을 이용하여 계산한 결과 8.0063x10^(-4)T~19.2152x10^(-4)T 로 증가함을 알 수 있었다. 전자의 비전하의 실험값을 다음 식에 넣어 계산한 결과 평균값 3.75788x10^11C/kg 을 얻었으며 다음 식으로 오차를 계산한 결과 평균값 -113.6612% 를 얻었다.2. 두 번째 실험은 전압을 250V로 지정한 뒤 첫 번째 실험과 동일한 과정을 거쳐 실험하였다.전류의 세기(I)를 1.0A~2.5A로 증가시킴에 따라 전자의 원 궤적 반경(r)은 0.0470m~0.0180m로 감소함을 알 수 있었으며 자기장의 세기(B)는 8.0063x10^(-4)T~20.0159x10^(-4)T 로 증가함을 알 수 있었다. 전자의 비전하의 실험값을 계산한 결과 평균값 3.4526x10^11C/kg이 도출되었다.3. 전자의 비전하 측정 장치 내부의 전자가속장치는 전자를 헬름홀츠 코일에 의해 형성된 자기장에 수직이 되게 입사시킨다. 균일한 자기장에 수직하게 입사한 전자는 등속 원운동을 하므로 실험에서 원형의 모양 확인 된 것으로 보아 전자에 자기력이 수직으로 작용한다는 것을 알 수 있다.4.= 실험값 전자의 전하량 e = 1.602x10-19C이므로 전자의 질량을 구한다면e/실험값=m이 된다. 따라서 실험값을 통해 전자의 질량을 구해보면,(이론값 전자 : 전하량 1.602x10-19 질량 9.1094x10-31)실험1m=e/오차율12.2383x10^111.602x10-19/2.2383x10^11=7.1572x10-3121.43-27.262722.6748x10^111.602x10-19/2.6748x10^11=5.9892x10-3134.25-52.080733.9285x10^111.602x10-19/3.9285x10^11=4.8767x10-3146.46-123.362143.5375x10^111.602x10-19/3.5375x10^11=4.5286x10-3150.28-101.131156.4103x10^111.602x10-19/6.4103x10^11=2.4991x10-3172.56-264.4695평균3.75788x10^111.602x10-19/3.75788x10^11=4.2630x10-3153.20-113.6612실험2m=e/오차율13.3854x10^111.602x10-19/3.3854x10^11=4.7320x10-3148.05-92.483123.3854x10^111.602x10-19/3.3854x10^11=4.7320x10-3148.05-92.483133.8518x10^111.602x10-19/3.8518x10^11=4.1590x10-3154.34-119.001243.1833x10^111.602x10-19/3.1833x10^11=5.0325x10-3144.75-80.992453.4571x10^111.602x10-19/3.4571x10^11=4.6339x10-3149.13-96.5598평균3.4526x10^111.602x10-19/3.4526x10^11=4.6399x10-3149.06-96.3039전자의 질량 이론값은 9.1094x10-31 이지만 위 표의 실험값을 통한 계산을 보면 상당한 오차가 나 있는 것을 알 수 있다. 이는 위 결과 값표에서 구한와 비교해 보면 알 수 있는데의 오차가 적을수록 m=e/의 오차율도 적으며 또한 이론값에 근접해 가는 것을 알 수 있다.5. 지구 자기장의 영향을 고려하여 계산하여 보면 지구 자기장은 0.3~0.6G 1G=10-4T이므로 3x10-5T~6x10-5T의 범위이다. 따라서 지구 자기장과 코일에 의한 자기장과의 벡터 합을 통한 자기장이 형성이 될 것이다. 이에 따른 오차를 정확히 고려하기 위해서는 θ값을 알아야 하나 알지 못하므로 일종의 가정을 하여 생각을 한다면첫 번째, 지구 자기장이 측정한 B값에 더해지는 벡터 관계라고 가정하여 이를 빼준 자기장을 B' 라고 정하고이므로 지구 자기장을 고려한 B'을 넣어 계산을 해본다면표1 지구자기장이 코일 자기장에 더해지는 경우 가정실험2오차율13.6072x10^11~3.8515x10^113.3854x10^116.5516%~13.7679%23.4937x10^11~3.6072x10^113.3854x10^113.1990%~6.5516%33.9700x10^11~4.0936x10^113.8518x10^113.0686%~6.2775%43.4118x10^11~3.6658x10^113.1833x10^117.1780%~15.1572%53.7315x10^11~4.0399x10^113.4571x10^117.9372%~16.8580%두 번째, 지구 자기장이 측정한 B값에 빼지는 벡터 관계라고 가정하여 계산을 해본다면표2 지구자기장이 코일 자기장에 빼지는 경우 가정실험2오차율12.9991x10^11~3.1835x10^113.3854x10^115.9638%~11.4107%23.1835x10^11~3.2821x10^113.3854x10^113.0513%~5.9638%33.6309x10^11~3.7389x10^113.8518x10^112.9310%~5.7349%42.7902x10^11~2.9771x10^113.1833x10^116.4775%~12.3488%52.9919x10^11~3.2119x10^113.4571x10^117.0926%~13.4563%로 결과가 나온다. 위의 표1과 표2의 항목들을 비교해보면 표2에서의 오차율이 좀 더 작다.따라서 표2에서의 결과가 옳으며 실험실 실험 위치에서의 지구 자기장의 적용은 코일 자기장에서 벡터 합을 했을 때 코일 자기장의 값이 줄어들게 하는 역할을 했다고 보인다. 이 결론이 맞는지를 확인하려면= 1.758803x10^11값과의 오차를 비교 해보면 되는데 표2에서의 지구 자기장을 고려했을 때의 e/m값이값에 더 가깝다. 따라서 지구 자기장이 실험의 오차 발생에 영향을 주었음이 확인 되었다.[3] 오차 논의 및 검토이번 실험에서는 측정을 눈으로 보고 값을 측정하고 계산하는 것이라 오차가 일어날 수 있는 부분이 대체적으로 많았던 것 같다. 우선 전하의 운동 궤적을 눈으로 판단해야 하는데, 전하의 운동 궤적자체가 정확히 원이 아닌 약간 휜 형태라서 그것을 원형으로 만드는 것은 사람마다 인식하는 것과 보는 위치에 따라서 다르게 보일 수 있었다.또한 반지름을 측정할 때 자의 눈금을 읽어서 측정하는 것은 수평적 기준이 없기 때문에 관측자의 보는 시점에 따라 다르게 측정되었을 수 있다. 이는 관측자가 자를 대고서 측정하는 것이기 때문에 발생하는 오차인데 이에 대한 오차를 고려해 본다면 우선 자의 최소눈금은 1mm이므로 오차의 한계는 0.5mm이다. 이에 따라서 실험자가 0.0005M 즉 0.5mm의 오차만큼을 잘 못 읽었다고 치고 오차를 고려해서 계산해본다면표3실험 2의 1번r=0.04003.3854x10^11-92.4831r=0.0405(0.0005M의 오차고려)3.3023x10^11-87.758392.4831 - 87.7583 = 4.7248 즉 0.5mm의 오차만으로도 4.7248 %나 차이가 나게 된다. 따라서 이번 실험에서의 r의 값이 정확도를 결정하는데 가장 중요했다.또한 나타난 모형이 제대로 된 구형이 아닐 수 있다는 점이다. 위 결과 값 5에 의해 지구자기장에 의한 오차가 발생한다는 것을 확인하였고 이는 완벽한 구형을 형성하는데 영향을 줄 수 있으므로 우리 눈으로는 눈치 채지 못할 정도의 구형에서 벗어난 오차가 발생 했다. 그리고 이는 바로 위의 표3으로도 입증이 된다.그리고 전류와 전압 측정 또한 기판에 있는 것을 어림잡아 읽는 것이기 때문에 오차가 발생 할 수 있다. 우리 조 실험의 가장 큰 오차 원인은 ooo를 정확히 할 수 없었던 데에 있다. 이 실험을 통해 전류의 세기를 증가시킴에 따라 전자의 원운동 궤적의 반경은 감소하고 자기장의 세기는 증가함을 알 수 있었다.

자연과학| 2009.12.18| 4페이지| 1,500원| 조회(436)

일반물리실험, 전하, 비전하, 전하의비전하

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일반물리실험 솔레노이드

6. 결과[1] 실험값◑ 코일의 감은 수,240회◑ 솔레노이드의 길이,0.162m◑ 코일의 반경,0.026m◑ 자기력이 작용하는 도선 요소의 길이,0.08006m◑ 회전축으로부터 도선 요소까지의 거리,0.01865m◑ 회전축으로부터 분동의 중심까지의 거리,0.01995m(1) 분동으로 스테이플 3개 사용◑ 솔레노이드의 전류,3◑ 분동의 질량,0.0000963kg※ 이 실험은 Tesla Meter의 측정값을 참값으로 삼는다.회단위 A단위 mT단위 mT단위 mT11.006.2325.50T5.317813-13.31%3.42%21.105.665-3.00%31.155.4191.47%41.205.1935.58%51.254.9859.36%평균5.4990.02%(2) 분동으로 스테이플 2개 사용◑ 솔레노이드의 전류,2◑ 분동의 질량,0.0000642 kg회단위 A단위 mT단위 mT단위 mT11.004.1543.703.545209-12.3%4.19%21.053.957-6.95%31.103.7772.08%41.153.6132.35%51.203.4626.43%평균3.7932.51%※ 이 실험은 Tesla Meter의 측정값을 참값으로 삼는다.(3) 실험과는 별도로 다음의 질문에 답을 해 보세요.(질문) 실험에 사용된 솔레노이드를 이상적인 솔레노이드로 간주할 수 있겠는가? 식 (21)과 (22)에 측정값들을 대입하여 보고, 이 두 값의 차이를 통해 그 답을 논의해 보아라.(질문) 식 (21)과 (22)에 따라 계산을 해보면식(21)식(22)오차율3A일때0.0053178130.0055850534.572A일때0.0035452080.0037233694.78이 된다. 오차율은 5%로 미만으로 실험에 사용된 솔레노이드를 이상적인 솔레노이드로 간주 할 수 있다. 더 나아가서식(21) 과 식(22)를 비교해보면식(21)식(22)즉,의 유무가 차이가 난다. 이를 생각 해보면 식(22)는 R≪L 이므로 즉 R의 값이 0에 근사하므로 무시하여 생각하면이 된다. 따라서 위 식(21)과 식(22)의 값에 영향을 주는 것은 R의 영향이 크다고 볼 수 있다. 따라서 솔레노이드 자기장에서 이론상으로는 외부 자기장이 상쇄되어 형성되지 않아야 하지만 R의 값이 L값에 비해 상대적으로 커서 이를 벗어나게 된다. 따라서 이 오차를 줄이기 위해서는 솔레노이드의 R값이 작은 것을 사용한다면 외부자기장에 대한 상쇄 율이 높아져 오차가 줄어들게 된다.[2] 결과 분석1. 이번 실험에서 본래 대로라면 실험에서 참값으로 삼은와,이 거의 비슷한 수치 값으로 나와야 한다. 하지만 비교해보면단위 mT단위 mT단위 mT6.2325.50T5.3178135.6655.4195.1934.9855.499단위 mT단위 mT단위 mT4.1543.703.5452093.9573.7773.6133.4623.793으로 값이 다른 것을 알 수 있다. 왜냐하면은 Tesla Meter로 직접 측정한 참값이고,은 비오―사바르 법칙을 이용하여 솔레노이드 내부를 진공이라는 가정 하에 솔레노이드 길이의 반이 되는 내부 지점의 축 상의 자기장의 세기를 구한 이론값이며,은 전류천칭을 이용하여 전류천칭이 회전평형상태에 이를 때의 솔레노이드 내부 중간지점의 자기장을 구한 값으로 동일한 솔레노이드를 상대로 세 가지 다른 방법으로서 그 내부의 자기장의 값을 표현한 것이기 때문이다.2.이므로 균일한 자기장 내에서 직선도선이 받는 자기력을 계산해보면실험1일 때 F일 때 I일 때 I10.498933921.1330138761.1718306620.4988938930.49892191140.49890189650.498873875약 0.4989가 된다.과의 경우에는 I값이 없어서 F를 구할 수 없기 때문에F를 약 0.4989라 놓고 계산하여 I값을 구하였다. 위 실험1에서 1~5번의 I값의 평균은 1.14 이다. 따라서값이 참값이 아닌이 참값이므로 이를 기준으로 볼 경우 실험값이 상당히 참값에 근접했다는 것을 알 수 있다.[3] 오차 논의 및 검토이 실험을 수행하는 데 있어서 우리 조는 두 차례에 걸쳐 실험을 진행하였다. 첫 번째 실험에서 수평을 맞추는 것에 지나치게 초점을 맞춘 나머지 실험의 주가 되는 다른 요인들을 충분히 고려하지 못해 실험진행이 되지 못하였기 때문이다. 위에 기재된 실험 수치들은 두 번째 실험에서 산출된 값을 표로 정리한 것인데, 첫 번째 실험에 비해 정확성이 증가하였을 뿐 아니라 실험 과정에 있어서도 여러 요인들에 있어 일괄적으로 무게를 두고 진행한 결과 값들이다.이번 실험에서 오차요인으로는①전류천칭을 솔레노이드의 축에 따라 평행하게 삽입하기 위해서 플라스틱 자로 수평을 재는 등 정확성을 위해 노력하였지만 시각에 의존하였기 때문에 오차가 발생하였다.②특히, 분동을 대신해 주는 스테이플이 정확한 V자가 만들어 진 것도 아니었고, 분동을 꽂아 넣는 구멍에 정확히 수직하게 끼워 들어가지도 않았기 때문에 분동을 꽂아 넣는 구멍에 정확히 무게중심이 일치하지 않았다.③Tesla Meter의 검침 봉이 솔레노이드의 축을 따라 평행하게 단면의 정중앙에 삽입하여야 한다고 하였지만 실제 측정하는데 있어서 정확히 평행하면서 단면의 정중앙 삽입하여 측정하지 못하여 이 과정에서 오차가 발생하였다.

자연과학| 2009.12.18| 4페이지| 1,500원| 조회(280)

자기장, 일반물리실험, 솔레노이드, 코일

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