일반물리학실험 - 유도기전력

목차

1. 유도기전력.hwp
2. 유도기전력 계산.xlsx

본문내용

Ⅰ. 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 유도 법칙을 이해한다.

Ⅱ. 실험원리
1. 패러데이 유도 법칙(전자기 유도)
[그림 1]과 같이 고리 모양의 도선으로 만들어진 코일을 통과하는 자기장이 시간에 따라 변할 때, 코일에 전류가 유도되는 현상을 전자기유도, 즉, 패러데이의 전자기 유도 법칙이라고 한다. 패러데이는 코일을 통과하는 자기선속의 시간에 따른 변화가 코일에 유도기전력을 발생시키기 때문이라고 설명했다. [그림 1]에서와 같이 자석과 고리 사이에 상대적인 움직임이 있을 때, 고리에 전류가 만들어진다는 것을 알 수 있다. 이 전류를 유도 전류라고 하며, 유도 기전력에 의해 만들어진다. 이를 통해 자기장의 변화에 따라 전류가 생성됨을 알 수 있다. 단, [그림 1]의 두 번째 그림에서 자석이 정지하였을 때 유도 전류가 흐르지 않는 것과 같이, 일정한 자기장은 전류를 생성할 수 없다. 자기선속이 시간에 따라 변할 때 기전력이 회로에 유도된 것을 식으로 나타내면 다음과 같다.

2. 유도 기전력
전지와 같은 전원에 의해 생성되는 전위차, 즉, 도체의 양끝에서 일정한 전위차를 계속해서 유지시킬 수 있는 능력을 기전력이라고 한다. 특히, 전자기유도 현상에 의해 발생되는 기전력을 유도기전력이라고 한다. 고리 모양의 도선인 코일을 통과하는 자기선속이 시간에 따라 변화하면 코일에 유도전류가 흐르게 되는데 이것이 바로 유도 기전력에 의한 것이며, 유도기전력의 크기와 방향은 패러데이 전자기유도 법칙을 이용하면 결정할 수 있다. 매우 긴 이상적인 솔레노이드 내부의 자기장 는 흐르는 전류 와 단위 길이당 감긴 횟수 에 비례하며 로 나타낸다. 여기서 은 진공에서의 투자 상수이며 그 값은 T·m/A이다. 코일을 지나는 자기선속 가 시간에 따라 변화할 때 코일에 유도 기전력이 발생한다.

참고 자료

일반물리학실험, 제 5판, Part2 유도기전력, 부산대학교 물리학교재편찬위원회, 청문각, 2018년
부산대학교 일반물리학실험실, 유도기전력,
https://gplab.pusan.ac.kr/gplab/44354/subview.do
최신대학물리학Ⅱ, 제 5판, 23장 패러데이의 법칙, 유도 계수 및 교류 회로, Raymond A. Serway, John W. Jewett, 2016년
네이버 지식백과, 물리학 백과, ‘패러데이 전자기 유도 법칙’,
https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=4389676&cid=60217&categoryId=60217

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6. 유도기전력.hwp
유도기전력 계산.xlsx