건국대학교 물리레포트 자기유도 실험

목차

1. 실험 목적
2. 실험의 이론 및 원리
3. 실험 기구
4. 실험 방법
5. 장비 설명
6. 실험 결과
7. 토의
8. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목적
전류가 흐르는 도선이 자기장 속에서 받는 힘을 측정하여 자기유도 B를 측정하고, 진공 중의 투자율()의 실험치를 구한다. 실험치를 구해보고 이론 치와의 비교를 해보면서 어느 부분에서 오차가 발생했는지에 대해 생각해본다.

2. 실험의 이론 및 원리
여기서 N은 코일의 감긴 수이며, R은 코일의 반경이며, I는 코일에 흐르는 전류이다.
헬름홀츠 배열에서 중심에서의 자기장 밀도는 넓은 영역에 거쳐 균일한 특성을 지니고 있다.
지금 전류천칭을 사용하여 헬름홀츠 코일내의 자기유도에 의한 전류 도선에 작용하는 힘을 구하고자 한다.
그림 2.8.1은 전류천칭의 구조이다. 이때 전류천칭의 ㄷ자형 회로의 양단자에 붙어있는 뾰족한 회전축이 단자축의 홈에 위치하여 회전이 잘되게 고정되어 있으며, 전류는 이 회전축 핀을 통하여 흐르게 된다.
<보충설명>
회전축에 대한 토크를 고려하여야 하기 때문에 작용점과 중심 축과의 거리를 측정하여 자기력에 의한 로렌츠 힘이 전류천칭에 작용하는 힘은 자기장의 밀도X전류가 흐르는 부분의 길이X중심축과의 거리로 작용하고, 질량 추에 의한 작용 힘은 질량X중력가속도X질량 추와 중심축과의 거리이다.

4. 실험 방법
(1) 실험 받침대를 수준기를 보며 수평을 맞춘다.
(2) 전류천칭을 회전 고정 지지대 사이에 연결한다(회전이 원활하도록 고정나사를 적당히 조인다). 전류천칭의 수평을 유지하기 위해서 전류천칭에 부착된 균형 조절 추를 이용하여 수평을 맞춘다.
(3) 전류천칭과 실험대에 설치된 코일에 전원장치를 연결한다. 별도의 전류계가 있는 경우에 전류계를 같이 연결한다. 이때 각 코일이 직렬 배치가 되도록 연결한다.
(4) 전류천칭과 코일에 전류를 흘려 보아 전류천칭이 올라가는 방향으로 전원을 연결하고 전류를 영으로 하였을 때 전류천칭이 원래의 위치로 되돌아오는지 위치 검출계를 사용하여 확인한다.

참고 자료

건국대 물리학과, 2020년도 발행, 건국대 일반 물리학 실험, 북스힐 227~235p