부산대학교 일반물리학실험 전류가 만드는 자기장 결과보고서

소개글

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목차

1. 실험목적
2. 실험원리
3. 실험기구 및 재료
4. 실험방법
5. 측정값
6. 실험결과
7. 결과에 대한 논의
8. 결론
9. 참고문헌 및 출처

본문내용

1. 실험목적
교류 전류가 흐르는 도선에서 발생하는 자기장을 탐지 코일에 유도되는 기전력을 측정하여 구한다. 이로부터 직선 도선, 원형 도선 주변 및 솔레노이드 내부의 자기장 세기의 분포를 구하고 Faraday 유도 법칙과 Boit-Savart 법칙에 대해 배운다.
2. 실험원리
(1) 전류가 만드는 자기장
Ampere 고리 내부의 알짜 전류를   라고 하면 Ampere법칙은 다음과 같다.
 ∙  (26.1)
여기서  는 투자 상수이며, 그 값은  ×   ∙  이다.
1) 긴 직선도선에 흐르는 전류가 만드는 자기장
그림 26-1와 같이 전류 i가 흐르는 무한히 긴 도선을 중심으로 반지름이 r인 Ampere고리에서 자기장의 크기 B는 고리위의 모든 점에서 같다. 길이 요소 의 방향을 그림과 같이 잡고 반시계방향으로 적분하여 Ampere법칙을 적용하면    를 얻는다. 즉,
  (26.2)
2) 원형 전류 고리가 만드는 자기장
그림 26-2는 전류 i가 흐르는 반지름 R인 원형 도선의 뒤쪽 반이다. Biot-Savart 법칙과 오른손법칙에 의하면 P점에서 전류요소  가 만드는 자기장는 와에 수직이므로 지면과 같은 평면에 있고, 그림과 같은 방향을 갖는다.
를 중심축에 평행한 성분   과 수직한 성분  ⊥ 로 나누면 고리의 모든 전류 오소에 대해 수직 성분  ⊥ 의 합은 대칭성에 의해 0이 된다. 따라서 p점에서의 자기장은 축에 평행한 성분만 남는다. 그림에서 에 대해 Biot-savart법칙을 적용하면 자기장은
    sin (26.3)
이며,  는  cos 이므로
    cos  (26.4)
이다. r과를 z로 포현하여 식(26.4)에 대입하면  는
         (26.5)
가 되며, i, R, z가 모든 ds에 대해 같은 값을 가지고   이므로 적분하면
         (26.6)
이 된다.

참고 자료

부산대학교 일반물리학실험실
http://gplab.phys.pusan.ac.kr/
비오-사바르 법칙 - 위키백과
https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%B9%84%EC%98%A4-%EC%82%AC%EB%B0%94%EB%A5%B4_%EB%B2%95%EC%B9%99