유도 기전력

목차

1. 실험목적
2. 실험원리
3. 실험 기구 및 재료
4. 실험방법.
5. 측정값
6. 실험 결과
7. 결과에 대한 논의
8. 결론
9. 질문 및 토의

본문내용

1. 실험목적
시간에 따라 크기가 변하는 자기 다발 속에 코일이 놓이면 기전력이 유도된다. 이 유도 기전력이 자기장의 크기,코일의 단면적 및 코일의 감은 횟수에 따라 어떻게 변하는지를 측정하여 패러데이 유도법칙을 이해한다.

2. 실험원리
매우 긴 이상적인 솔레노이드 내부의 자기장 는 흐르는 전류 와 단위 길이당 감긴 횟수 에 비례하며
B=μ_0 ni
로 나타낸다. 여기서 μ_0은 진공에서의 투자 상수이며 그 값은 4π*〖10〗^(-7) T*m/A이다.
코일을 지나는 자기 다발 Φ가 시간에 따라 변화할 때 코일에 유도 기전력이 발생한다. N 을 코일의 감은 횟수라고 할 때 발생되는 유도 기전력 E는 Faraday 유도 법칙에 따라
E=- (d(NΦ))/dt
로 주어진다.
따라서, 교류 전류 i=Isin(wt) 가 흐르는 매우 긴 솔레노이드 내부에 또 다른 코일이 놓여 있다면 이 코일을 지나는 자기 다발 Φ_i는 Φ_i=BA= μ_0 niA 가 되고 코일에 유도되는 기전력 E_i는
ε_I=-d(NΦ)/dt=-N_i A_i dB/dt=〖-μ〗_0 wN_i A_i nIcos(wt)
이 된다. 이때 N_i는 코일의 감은 횟수, A_i는 코일의 단면적이다. 여기서 유도 기전력의 진폭을 E_I0라고 하면
ε_Ia=μ_0 wN_i A_i nI
가 되므로 유도 기전력의 실효값 ε_Ia는
ε_Iac=μ_0 wN_i A_i nI_ac
가 된다. 여기서 I_ac는 전류의 실효값이다.

3. 실험 기구 및 재료
멀티미터 2대 , 솔레노이드 코일 6개 , 자

4. 실험방법
실험1 내부 솔레노이드 코일의 깊이와 유도 기전력
(1) 외부 솔레노이드 코일의 직경과 길이를 측정한다.
(2) 내부 코일 하나를 선택하여 코일의 직경 , 코일의 길이를 측정한다.
(3) 장치를 연결한다. (아직 내부 코일을 외부 솔레노이드 코일에 넣지 말라.)
(4) 함수 발생기의 진폭을 조정하여 외부 솔레노이드 코일의 전류(실효값)를 100mA에 맞춘다.

참고 자료

실험목적 : 부산대학교 물리학교재편찬위원회 , 일반물리학실험(2014) , 청문각 250페이지
실험원리 : 부산대학교 물리학교재편찬위원회 , 일반물리학실험(2014) , 청문각 , 250페이지
실험 기구 및 재료 : 부산대학교 물리학교재편찬위원회 , 일반물리학실험(2014) , 청문각 , 251페이지
실험방법 : 부산대학교 물리학교재편찬위원회 , 일반물리학실험(2014) , 청문각 , 251페이지
질문 및 토의 문제 : 부산대학교 물리학교재편찬위원회 , 일반물리학실험(2014) , 청문각 , 252페이지
질문 및 토의 답변 : 교재 편찬 위원회 , 일반물리학 9판 , 북스힐 참고