전자기 유도

목차

1. 실험결과 및 분석
2. 오차의 원인 분석
3. Reference

본문내용

막대 자석의 N극을 아래로 향하게 하여 N=1600인 코일을 지나가도록 떨어뜨렸을 때의 그래프는 위와 같다. 그래프에서 축 아래 부분과 축 위 부분의 그래프의 넓이를 구해보면, 아래 그림과 같이 축 아래 부분의 넓이는 0.038, 축 위 부분의 넓이는 0.038로 축 위, 아래 넓이는 모두 같다.
또한, 그래프의 극댓값, 극솟값을 찾으면, 아래 그래프와 같이 극댓값은 1.780V, 극솟값은 –1.605V임을 알 수 있다.

<중 략>

ㄹ) 그래프의 극댓값 또는 극솟값은 무엇을 의미하는가? 극대, 극소의 절대값을 비교하면 어떠한가? 만약 차이가 발생한다면 그 이유는 무엇인가?
- 그래프의 극댓값과 극솟값은 자석이 코일을 통과할 때 생기는 최대기전력을 의미한다. 즉 시간에 따른 자기선속의 최대 변화율을 의미한다. 이론상으로는 같아야하지만 이번 실험에서는 극대, 극소의 절대값은 각각 1.780V, 1.605V로, 극솟값의 절대값이 더 작았다. 이는 자석이 아래로 내려갈수록 중력에 의해 가속도가 붙어 자석의 낙하속도가 더 빨라지기 때문에 같은 양의 자기선속이 변하는 동안 걸리는 시간이 더 짧아져서 의 값이 커졌기 때문에 극댓값이 더 큰 것이다.

<중 략>

전자기 유도 실험에서는 대체적으로 이론적인 결과에 부합하는 실험결과를 가질 수 있었다. 이론적인 부분에서 벗어난 데이터는 그래프의 극댓값, 극솟값을 찾는 분석에서 찾을 수 있다. 이론적으로 극댓값, 극솟값의 절대값은 자기선속의 양이 같기 때문에 같아야 하지만, 이번 실험 결과는 극댓값의 절대값이 극솟값의 절대값보다 더 컸다. 이는 위에서 언급했듯이 자석이 아래로 떨어지면서 가속도를 받게 되어, 의 값이 극댓값을 가지는 구간에서 극솟값을 가지는 구간보다 더 커지기 때문이다.
또, 코일의 감은 수를 변경하여 유도기전력의 크기를 구하는 실험에서, 최대 유도기전력의 값이 코일의 감은 수에 정확히 비례하지는 않았는데, 그 이유는 다음과 같다고 생각한다.

참고 자료

http://phylab.yonsei.ac.kr/exp_ref/2-05_Induction_20141029.pdf
University Physics, 13th edition, Pearson 출판사