부산대학교 일반물리학실험2 유도 기전력| 만점 자료
- 최초 등록일
- 2020.07.27
- 최종 저작일
- 2019.10
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목차
1. 실험 목적
2. 실험 원리
3. 실험 기구 및 재료
4. 실험 방법
5. 측정값
6. 실험 결과
7. 결과에 대한 논의
8. 결론
9. 참고문헌 및 출처
본문내용
1. 실험 목적
시간에 따른 자기선속의 변화는 기전력을 유도한다. 시간에 따른 자기장 세기의 변화, 전류세기의 변화, 진동수의 변화, 코일의 단면적 및 감은횟수의 변화에 따른 유도기전력의 변화를 측정하여 패러데이 법칙을 이해한다.
2. 실험원리
매우 긴 이상적인 솔레노이드 내부의 자기장 B는 흐르는 전류 와 단위 길이당 감긴 횟수 에 비례하며 로 나타낸다. 여기서 은 진공에서의 투자율이며 그 값은 이다.
넓이가 인 고리를 통과하는 자기선속(magnetic flux) 를 다음과 같이 정의한다.
여기서 는 고리 면에 수직인 의 성분이고, 는 와 고리 면에 법선(직교하는) 방향 사이의 각도이다.
회로에 고리가 번 감겨 있고 각 고리를 통과하는 자기선속이 시간 동안에 만큼 변하면, 이 시간 동안 회로에 유도된 평균 기전력은 다음과 같이 된다.
솔레노이드 내부의 자기장에 앙페르 법칙을 적용하면 가 된다.
따라서, 교류 전류 가 흐르는 매우 긴 솔레노이드 내부에 또 다른 코일이 놓여 있다면 이 코일을 지나는 자기 다발 는 로부터 가 되고 코일에 유도되는 기전력 는 로부터
이 된다. 이때 는 코일의 감은 횟수, 는 코일의 단면적이다. 여기서 유도 기전력의 진폭을 라고 하면 가 되므로 유도 기전력의 실효값 는 가 된다. 여기서 는 전류의 실효값이다.
3. 실험 기구 및 재료
멀티미터 2대, 솔레노이드 코일6개, 함수 발생기, 자
4. 실험 방법
[실험1] 내부 솔레노이드 코일의 깊이와 유도 기전력
① 아래 그림과 같이 멀티미터 한 개를 전류계로 만들어 함수 발생기와 외부 솔레노이드에 연결한다. 다른 멀티미터 한 개는 전압계로 만들어 내부 코일에 연결한다. 그리고 함수 발생기의 진동수를 100Hz로 맞춘다.
② 외부 솔레노이드 코일의 직경과 길이를 측정한다. 그리고 내부 코일을 하나 선택해 코일의 직경, 코일의 길이를 측정한다.
③ 함수 발생기의 진폭을 조정하여 외부 솔레노이드 코일의 전류를 50mA에 맞춘다.
참고 자료
일반물리학실험 5판(청문각)
부산대학교 일반물리학실험실 홈페이지
https://gplab.pusan.ac.kr/gplab/44349/subview.do
일반물리학Ⅱ 4판 Randall D, Knight (청문각)