공학물리학및실험(2) 5주차 결과 레포트-자기장

목차

1. 실험 결과
2. 결과 분석
3. 토의
4. 참고문헌

본문내용

이번 실험에서 구한 측정값들은 이론값과 유사한 값을 가졌지만, 오차가 없는 것은 아니었고, 오차율이 10%처럼 그다지 작지 않은 실험도 존재했다. 오차의 원인을 다음과 같이 분석했다.

[실험 1]의 경우, 우리는 자기장의 이론값으로 을 사용했다. 이 이론값은 직선 도선이 매우 긴 경우에 성립하지만, 우리가 실험에서 사용한 도선은 무한히 긴 도선이 아니었기 때문에 실제로는 이론값이 정확한 값을 나타내지 않았을 것이고, 따라서 오차가 발생했을 것이다. 게다가, 본 실험에서는 센서가 도선의 중심으로부터 떨어진 거리가 8.5mm라고 가정하고 실험을 진행했는데, 실제로는 이와 정확히 일치하지 않아 계산 과정에서 오차가 발생했을 수 있다.

[실험 2]의 경우, 우리는 원형 도선의 중심에서 측정이 이루어진다는 사실을 전제로 삼았다. 그러나 자기장 센서를 중심에 놓는 작업은 손으로 진행하기 때문에, 정확히 원형 도선의 중심에 센서를 위치시키기는 현실적으로 어렵다. 따라서 이 과정에서 오차가 발생했을 것이다. 이뿐만 아니라, 원형 도선의 형태가 만드는 과정에서 정확한 원이 아니라 타원 형태를 띠게 되었을 수도 있는데, 이는 측정 결과에 오차가 생기게 한다.

[실험 3]의 경우, 우리는 솔레노이드의 감은 횟수, 반경, 길이 등을 사용할 때 주어진 상수를 대입하여 사용하였다. 이 값들을 측정하는 과정에서 오차가 발생했을 수 있는데, 이는 실험 결과가 이론값과 달라지게 만드는 원인이 된다. 또한, 원형 도선의 경우와 마찬가지로 정확히 중심에서 측정이 이루어지지 않았을 수 있다.
공통적으로는, 실험 과정에서 주위에 있는 물체가 자기장을 형성하여 자기장 측정에 영향을 미쳤을 수 있다. 도선에 전류를 공급하는 도선, 전원 공급 장치, 휴대전화 등 전류가 흐르는 물체들 또한 주위에 자기장을 형성하는데, 이로 인해 실험 결과에 원하지 않는 자기장도 포함되어 오차가 발생했을 수 있다.

참고 자료

Hugh D. Young, Roger A. Freedman - University Physics with Modern Physics (15th Edition) (2019, Pearson)
28.3 Magnetic Field of a Straight Current-Carrying Conductor
28.5 Magnetic Field of a Circular Current Loop p.927~p.929
연세대학교 Learnus “공학물리학 실험실”