A+, 100점) 22학년도 일반물리학실험2 <패러데이 법칙> 실험 리포트

소개글

한양대학교 에리카 22학년도 계절학기 일반물리학실험 2<패러데이 법칙> 실험 리포트입니다.
취득점수 및 최종 점수 모두 100점으로 A+ 받은 리포트이며,
새로 바뀐 장비들(PASCO 850 Universal Interface, Tracker)로 실험한 리포트입니다.
이론과 토의에 심혈의 기울여 작성하였습니다.
실험 결과 분석(계산 과정 등등)은 유효숫자까지 고려하여 상세하게 작성하였기 때문에
실험 결과값을 계산하는데 도움이 많이 될 것입니다.

*모든 사진 또는 그림은 제가 직접 촬영하고 직접 그린 것 입니다.

목차

1. 실험 목적

2. 실험 이론
2.1. 전자기 유도
2.2. 자기다발
2.3. Faraday의 법칙
2.4. Lenz의 법칙
2.5. 진자운동에서의 위치에너지

3. 실험 장비 및 방법
3.1. 실험 장비
3.2. 실험 방법

4. 실험 결과
4.1. 유도기전력
4.2. 에너지 보존

5. 분석 및 토의

6. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목적
움직이는 코일에 유도되는 기전력을 측정하여 Faraday의 법칙과 Lenz의 법칙을 적용하고, 부하 저항기에서 소모된 에너지 손실을 비교하여 에너지 보존법칙에 대해 알아본다.

2. 실험 이론
2.1. 전자기 유도

< 그림 중략 >

(그림 1)처럼 기전력 장치 없이 전류계와 연결된 전류고리(또는 코일) 주변에서 자석을 움직이면, 전류계를 통해 전류고리에 전류가 흐르는 것을 확인할 수 있다. 이때, 총 3가지 사실을 알 수 있는데, 첫째, 전류고리와 자석 사이에서 상대운동이 있을 때만 전류가 흐르고 운동이 멈추면 전류 또한 사라진다. 둘째, 운동이 빠를수록 더 큰 전류가 흐른다. 셋째, 자석의 N극(또는 S극)을 전류고리 쪽으로 움직일 때 고리에 시계방향(S극은 반시계방향)으로 전류가 흐른다면, N극(또는 S극)이 고리에서 멀어질 때는 반시계방향(S극은 시계방향)으로 전류가 흐른다는 것을
알 수 있다. 이러한 전류를 ‘유도 전류’라고 한다.

< 그림 중략 >

(그림 2)와 같이 자석을 전류가 흐르는 전류고리로 바꿔보면, (그림 1) 상황과 같이 상대운동이 있을 때만 유도 전류가 흐르는 것을 알 수 있다. 그러나 (그림 2b)와 같이 두 고리를 고정시키고 전류가 흐르는 고리에 스위치를 설치해 보면 다음과 같은 사실을 알 수 있는데, 스위치를 열면 오른쪽 회로에 유도 전류가 잠시 흐르다 사라지고, 스위치를 다시 닫으면 스위치를 열 때와는 반대 방향으로 유도 전류가 흐르기 시작하다가 전류가 흐르는 전류고리의 전류가 정상값에 도달하면 유도 전류도 사라진다는 것을 알 수 있다. 앞서 두 현상 모두 공통적으로 자기장이 변한다. 즉, 전류고리 주위에 변화하는 자기장이 기전력을 만드는데, 이 현상을 ‘전자기 유도’라고 한다.

2.2. 자기다발
Faraday는 (그림 1)과 (그림 2)의 오른쪽 전류고리를 통과하는 자기장선의 수가 변할 때 전류고리에 기전력이 유도됨을 발견했다.

참고 자료

David Halliday · Robert Resnick · Jearl Walker, “일반물리학II 11판(고려대학교 외 5교 역)”, 텍스트북스(2021)
Paul G. Hewitt, “수학없는 물리 12판(김인묵 외 3명 역)”, 프로텍미디어 (2017)
W. Thomas Griffith, “동영상으로 보는 물리학의 이해 8판(조영석 외 83명 역)”, 북스힐(2016)