[일반물리학실험] 솔레노이드의 자기장 측정

목차

1. 실험이론
2. 실험 결과
3. 결과 분석
4. 고찰
5. 결론

본문내용

1. 실험이론
솔레노이드형 기기의 자기장을 측정하는 측정하는 실험이다. 위 그림이서 식을 볼 수 있는데 위 식은 앙페르의 법칙에 의해서 얻을 수 있다. 이는 솔레노이드 내부의 자기장에 관한 식이다. B는 자기장을 뜻하며 는 ()이고 n 은 단위 길이 당 감은 횟수를 뜻하며 I는 전류이다. 이식으로부터 코일 내부에서의 위치는 자기장과 상관이 없으며 반지름도 연관이 없다는 것을 알 수 있다. 또 자기장과 전류가 비례함을 알 수 있다. 두 번째 식으로부터 솔레노이드 내부의 자기장은 나타나지만 외부에는 자기장이 나타나지 않는 것을 확인 할 수 있다. 또한 자기장의 단위에서 이므로 단위 변환 또한 필요하다.

2.실험 결과
솔레노이드의 자기장을 측정한 결과를 아래의 표에 나타내었다. 그 다음 위의 표를 활용해 그래프를 그려 보았다. 또한 솔레노이드에서 코일을 감은 횟수는 630회이며, 솔레노이드 코일은 114(mm)이다. 또한 외경은 32(mm)로 측정 된다.

3. 결과 분석
자기장의 방정식인 에서 이므로 n=630/0.114(m)=5520 이다. 또한 단위를 T에서 G로 변환시키기 위해여 10^3을 곱했다. 그리그 그 값들을 아래의 표로 정리 하였다. 위 식에서 주어진 자기장 값과 우리가 실제로 측정을 통해 얻을 자기장 값을 비교해 보았다. 위 표의 측정 값을 분석해 보면 우리가 식에서 예상할 수 있는 자기장 값과 거이 유사하게 측정 된 것을 알 수 있다. 또한 상대 오차도 매우 작게 나타났으며 모두 2% 이하 이기 때문에 실험은 매우 성공 했다고 생각 할 수 있다. 또한 우리는 식을 통해서 같은 실험에서의 변수 는 자기장(B), 전류(I)밖에 없으므로, 자기장과 전류가 비례 할 것이라는 사실을 예측 할 수 있다. 그래서 전류를 X 축으로 정하고 자기장을 Y 축으로 정한 그래프의 기울기는 일정 할 것으로 예상 할 수 있다.

참고 자료

성균관 대학교 아이캠퍼스 강의
http://www.icampus.ac.kr/player.do?method=index&GRNOID=GEDB01151201920&CONTENTID=405827&PLDCNO=
1831823&REGPNNO=740016&ISPROP=N&WEEK=5&WEEKNO=1&_TOK=1571272091922
네이버 지식백과
https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=3537101&cid=60217&categoryId=60217