[물리실험 예비, 결과레포트] 자기유도 측정(전류천칭)

소개글

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목차

1. 기구 및 장치
2. 실험 목적
3. 이론
4. 실험방법
실험시 주의사항
5. 실험결과 및 오차
6. 오차의 원인
7. 결론 및 토의

본문내용

자기유도 측정
예비레포트 결과레포트
1. 기구 및 장치
1) 실험 받침대
2) 헬름 홀츠 코일
3) 전류 천칭
4) 2채널 정전류 전원장치
5) 소비용 저항
6) 위치 검출계(광센서의 단자연결: K-1, A-2, C-3, E-4)
7) 연결선
8) 추세트
9) 광원용 전원(별도)
2. 실험 목적
전류가 흐르는 도선이 자기장 속에서 받는 힘을 측정하여 자기유도B를 측정하고, 진공 중의 투자율(μ0)의 실험치를 구한다.
3. 이 론
자기장 내에서 전류가 흐르는 도선은 다음과 같은 힘을 받는다. 즉
F = Il×BC (1)
자기장에 의한 힘의 크기는
F = BcIlsinθ (2)
여기에서 θ는 l에 흐르는 +전류의 방향과 B방향사이의 각이다.
한편, 거리 a떨어진 두 개의 동일한 코일의 축을 따라 얻어진 자기장밀도는
(3)
여기서,
z =0일 때 자기밀도는 aR일 때 최소 값을 가진다. 측정으로부터 알 수 있는 결과는 a = R일 때 아래의 영역에서 균일한 자기장 밀도를 보여준다.
- R/2 < z < + R/2
중간점에서의 자기밀도세기는
(4)
여기서 N은 코일의 감긴 수이며, R은 코일의 반경이며, I는 코일에 흐르는 전류이다. 헬름홀츠 배열에서 중심에서의 자기장 밀도는 넓은 영역에 걸쳐 균일한 특성을 지니고 있다. 지금 전류천칭을 사용하여 헬름홀츠 코일내의 자기유도에 의한 전류 도선에 작용하는 힘을 구하고자 한다. 그림1은 전류천칭의 구조이다. 이때 전류천칭의 ㄷ자형 회로의 양단자에 붙어있는 뾰족한 회전축이 단자 축의 홈에 위치하여 회전이 잘되게 고정되어 있으며, 전류는 이 회전 축 핀을 통하여 흐르게 된다. 그리고 헬름 홀츠 코일에 전류를 걸어주면 헬름홀츠 코일 내에서 BC전류선(1)에 수직하게 자기유도Bc가 있게 된다. 따라서 Bc와 I는 서로 수직이게 된다. 그러므로 식(2)

참고 자료

없음