물리학및실험2 결과보고서 - 유도기전력 측정 실험

소개글

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목차

1. 실험 목적

2. 이론

3. 방법

4. 측정 및 분석
1) Experiment 1: 1차 코일 전류 변화에 따른 2차 코일 유도 전압의 변화
2) Experiment 2: 1차 코일 주파수 변화에 따른 2차 코일 유도 전압의 변화
3) Experiment 3: 2차 코일 turn 수 변화에 따른 2차 코일 유도 전압 측정
4) Experiment 4: 2차 코일 단면적 변화에 따른 2차 코일 유도 전압 측정

5. 검토

본문내용

1. 실험 목적
1차 솔레노이드 코일과 1차 코일 내 2차 코일의 유도기전력을 1차 코일의 전류, 주파수, 또는 2차 코일의 turn수, 코일 반경에 따라 분석한다.

2. 이론
전자기 유도에 의해 기전력이 발생할 때 이 유도전압을 유도기전력이라고 한다. 유도기전력은 자기선속의 시간적 변화율에 의해 만들어지며 이를 적분식으로 표현하면 다음과 같다.
이 때, 자기선속과 유도기전력의 관계는 다음 수식과 같다.
이는 맥스웰 방정식 중 하나이며 한 개 도체 루프의 경우 해당한다. 유도기전력에 대해 n개의 평행한 도체 루프를 통하여 같은 플럭스가 지날 때, 유도기전력을 수식적으로 표현하면 다음과 같다.
본 실험에서 솔레노이드 코일 내의 자기장이 일정함을 이용하여 자기장 벡터를 적분 바깥으로 빼내어 내적 형태로 자기선속을 쓸 수 있다.
암페어 법칙과 일정한 전류가 일정 면적을 흐를 때의 관계식을 이용하면 다음과 같다.
turn 수가 n’인 코일에 대해 위 식을 이용하면 자기장의 크기를 다음과 같이 쓸 수 있다. 단, 이는 코일 내부에서 2차 코일이 받는 자기장의 크기이다.
일정한 각진동수를 가지는 교류전류가 1차 코일을 통해 흐를 때, 전류는 사인파 형태로 표현한다.
결과적으로 위의 과정을 종합하면, 2차 코일에 유도되는 유도기전력은 다음과 같다

3. 방법
함수발생기는 사인파 형태로 맞추고, 그림과 같이 코일, 함수발생기, 멀티미터를 연결한다. 이 상태에서 총 4가지의 실험을 진행한다.

참고 자료

없음