아주대학교 물리학실험 18. 전류와 자기장, Lenz의 법칙 결과

소개글

물리학실험 10판으로 작성 (A+)

목차

[1] 측정값

[2] 토의
1. 질문에 대한 토의
1.2. 영점보정을 할 때 자기 센서의 축을 동서방향으로 정렬하는 이유는 무엇인가?
1.3. 실험 2a의 그래프에서 이론값의 직선은 실험데이터와 얼마나 잘 일치하는가? 자기장이 전류에 정비례함을 확인하였는가?
1.4. 자기장이 원형도선 중앙의 값에서 5% 이하로 감소하는 거리는 대략 얼마인가?
1.5. 실험 3의 그림들이 Lenz의 법칙과 일치하는지 설명하여라.
2. 실험과정 및 결과에 대한 토의

본문내용

0
20
21.064
0
-20
-20.824
5
14.2
15.502
5
-14
-15.326
10
7.3
7.998
10
-7.8
-7.907
15
3.5
3.972
15
-3.9
-3.927
20
0.5
2.116
20
-2.4
-2.092
25
0
1.223
25
-1.5
-1.209
30
0
0.759
30
0
-0.751
35
0
0.500
35
0
-0.494

<중 략>

2. 실험과정 및 결과에 대한 토의
- 본 실험은 전류가 흐르는 원형도선에서 자기장의 방향 자기장과 전류의 관계, 자기장과 거리의 관계, 외부자기장 변화에 따른 유도기전력의 발생의 원리를 알아보는 실험이다.
- 반지름이 10.5cm, 코일이 200회 감긴 원형도선을 사용했으며, 자기장센서와 전압센서를 사용하여 실험을 진행했다. 자기장센서는 Sample Rate를 10Hz로 전압센서는 5000Hz로 설정했다.
- 실험 1은 원형도선에 전류를 흘려보냈을 때, 생성되는 자기장의 방향이 기존의 알고 있던 물리학 법칙에 부합하는 결과를 보이는지 확인하는 실험이다. 실험 결과 질문 1.1.에 대한 답변에서와 같이 앙페르의 법칙과 같은 결과를 보였다. 동쪽을 향하는 원형코일을 정면에서 바라봤을 때, 시계방향의 전류를 흘렸을 때는 서쪽으로 자기장이, 반시계방향으로 전류를 흘렸을 때는 동쪽으로 자기장이 발생하여 나침반의 바늘을 돌려놓았다. 같은 크기의 전류를 흘렸으므로 나침반의 바늘이 동일한 크기의 각도(30° )로 회전하게 되는 것 역시 확인할 수 있다.

참고 자료

Raymond A. Serway, John W. Jewett,『대학물리학Ⅱ』, 7판, 대학물리학 교재 편찬 위원회 옮김, (서울: 북스힐, 2010), p.737.
‘앙페르의 오른 나사의 법칙’, http://sjopa.blog.me/10095140095(2012-07-11).