(A+) 일반물리학실험2 유도기전력

목차

1.실험 목적
2.실험 원리
3.실험 장비
4.실험 방법
5.측정값
6.실험 결과
7.결과에 대한 논의
8.결론
9.참고문헌

본문내용

1.실험 목적
자기장의 세기, 코일의 단면적, 감은 횟수에 따른 유도 기전력을 측정하여 패러데이 유도 법칙을 이해한다.

2.실험 원리
이상적인 솔레노이드 내부의 자기장은 아래와 같다.
B=μ_0 ni
코일을 지나는 자기 다발이 시간에 따라 변화할 때 코일에 유도 기전력이 발생하며, Faraday 유도 법칙에 따라 아래와 같다.
ε=-(d(NΦ))/dt
교류 전류 i=I sinωt가 흐르는 매우 긴 솔레노이드 내부에 다른 코일이 놓여 있을 때, 내부 코일을 지나는 자기다발은 Φ_i=BA_i=μ_0 niA_i가 되고 코일에 유도되는 기전력은
ε_i=-d(NΦ_i )/dt=-N_i A_i dB/dt=-μ_0 ωN_i A_i nI cosωt
가 되며, 유도 기전력의 진폭은 ε_i0=μ_0 ωN_i A_i nI, 실효값은 ε_iAC=μ_0 ωN_i A_i nI_ac가 된다.

3.실험 장비
Multimeter(x2), Solenoid Coils, Function Generator, Ruler

4.실험 방법
실험 1) 내부 솔레노이드 코일 깊이와 유도 기전력
Function Generator를 100Hz로 설정한다.
외부 솔레노이드 코일의 직경과 길이를 확인한다.
내부 코일 하나를 선택하여 직경과 길이를 확인한다.
Function Generator를 조정하여 외부 솔레노이드에 교류 전류 실효값 50mA가 흐르도록 조정한다.
내부 코일을 외부 솔레노이드 코일에 5cm 단위로 삽입하며 유도 기전력을 측정한다.
실험 2) 솔레노이드 코일 전류와 유도 기전력
외부 솔레노이드 코일 내에 내부 코일을 밀어넣는다.
외부 솔레노이드 코일의 전류를 10mA 단위로 0~50mA까지 증가시키며 유도 기전력을 측정한다.

실험 3) 진동수와 유도 기전력
외부 솔레노이드 코일 전류를 50mA로 조정한다.

참고 자료

부산대학교 물리학교재편찬위원회, 『일반물리학실험』, 5판; 민음사, 2019, pp 238~245