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일반물리학실험

전류가만드는자기장
by

미경 송

on 4 December 2012

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Transcript of 일반물리학실험

전류가 만드는 자기장 일반물리학실험 실험1. 직선 전류가 만드는 자기장 1. 실험방법 2. 측정값 실험2. 원형 전류고리에 의한 자기장 3. 실험 결과 (1) 실험도구들을 연결한다.

(2) 함수발생기의 진동수는 500Hz에 맞추고 우리는 전류를 최대 2.5A까지 쓰므로 2.5A이상이 되는지 확인을 한다.

(3) 탐지코일의 외경 및 내경을 측정하여
평균 단면적을 계산한다.

*평균반지름= ,
탐지코일의 감은 횟수










(4) 탐지코일을 직선 전류고리의 한쪽 수직 도선과 최대한
가까이 하고 탐지코일의 중심축과 수직 도선이 서로 수직이 되도록 위치를 조정한다.

(5) 전류를 0.5A에서 시작을 하여 0.5A씩 올려 2.5A까지
올리면서 유도기전력을 측정하고 자기장을 계산하여 전류와 자기장의 그래프를 그린다.

(6) 전류를 2A로 고정하고 수직 도선과 탐지코일 중심축과
의 거리(r)를 5mm씩 증가시키면서 25mm 까지 증가를 시키면서 유도기전력의 변화를 측정하고 과 자기장()의 그래프를 그린다. 실험 1. 직선전류가 만드는 자기장 (1) 위의 실험장치에서 전류고리를
원형 전류고리로 바꿔준다.

(2) 함수발생기의 진동수는 500Hz에 맞추고 진폭을
최대로 하였을 때 전류가 2.5A 이상이 되는지 확인한다.

(3) 탐지코일을 원형 전류고리의 중심에 위치하고
탐지코일의 중심축과 전류고리의 축이 일치하도록 위치 조정을 한다.

(4) 전류를 0.5A씩 최대 2.5A까지 올리면서 유도기
전력을 측정하고 자기장을 계산하여 전류와 자기장의 그래프를 그린다.

(5) 전류를 2A로 고정하고 탐지코일과 전류고리
중심과의 거리(z)를 5mm씩 증가시키며 25mm까지 증가시켜 유도기전력의 변화를 측정한다. 그리고 와 자기장()과의 그래프를 그린다. 실험1 직선전류가 만드는 자기장 실험 2. 원형고리전류가만드는 자기장 4. 결과에 대한 논의 실험2. 원형전류가 만드는 자기장 원형전류고리에서의 자기장 측정의 경우 역시 직선도선과 마찬가지로 탐지코일과 원형도선 사이 거리가 일정한 경우 전류의 값이 증가할수록 유도기전력도 증가하고 공식을 통해서 자기장을 구할 수 있었다. 일정한 전류하에서 거리가 증가할수록 유도기전력 값이 작게 측정된다는 것을 확인하였다. 그러나 기존에 알고 있던 내용으로는 완벽한 반비례가 나와야 하는데 실제 측정값은 그러지 못하였다.
직선도선 실험의 경우 첫 번째로는 탐지코일과 직선 도선을 일정한 거리에 위치시킨 후에 전류를 변화시켜 감에 따라 변하는 유도기전력을 측정하였다. 또한, 공식을 통해서 자기장을 구할 수 있었다. 이를 통해 전류가 증가할수록 유도기전력이 증가한다는 것을 알았고, 또한 직선도선에서 전류를 일정하게 유지시킨 뒤 탐지코일을 움직이면서 유도기전력을 측정한 경우에는 도선으로부터의 거리가 멀어질수록 유도기전력이 감소해 그에 따른 자기장도 감소한다는 것을 알 수 있었다. 결론 실험 1. 실험 2. 실험1의 경우 직선전류에 의한 자기장을 알아보는 실험으로써 먼저 탐지코일과 도선을 일정한 위치에 둔 뒤 전류를 증가시키면서 변하는 유도기전력을 알아보았다. 그 후에 탐지코일과 도선을 일정한 비율로 거리를 증가시키면서 변하는 유도기전력을 측정하였는데, 처음 전류를 변화시켰을 때에는 0A를 제외하고 2.5A까지 전류를 0.5A씩 높여 주었는데 자기장의 크기( ) 와 이론값 사이에 오차가 발생 하였다. 이 경우에도 오차는 발생하였지만 뒤이어서 나오는 실험들에 비해서는 값이 비교적 정확하였다. 또한 실험결과를 통해서 전류가 증가할수록 멀티미터에 나타나는 유도기전력의 크기도 대체로 증가하였고 자기장의 크기도 그래프 상에서 증가하는 것을 보아 전류가 중가하면 자기장 역시 증가한다는 선형 비례관계를 알 수 있었다 실험 1. 실험2. 전반적인 실험은 실험1과 동일하였다. 그러나 실험결과에서 나오는 오차가 직선도선에 비해서 상당히 크다는 것을 확인할 수 있었다. 이는 탐지코일의 평균반지름을 계산할 때 제대로 측정이 되지 않았고 실험에서의 정확성에 있어서 오차가 컸던 것 같다. 이 때 실험2의 자기장을 구하는 공식은 사용하였다.

각 실험에서 나온 오차들은 전반적으로 위의 질문 및 토의에서 언급한 것과 같이 탐지코일과 각 도선의 정확한 위치에서 놓지 못했기 때문에 일어난 것과 같다. 자기장실험 자체가 눈에 보이지 않는 실험일 뿐만 아니라 각 도선들의 휘어짐 정도로 인해 나타난 것이므로 데이터 자체를 살펴본다면 거의 일정한 오차를 보여주고 있다. 도선의 휘어짐은 어찌할 수 없지만 탐지코일의 위치를 정확히 위치시키는 방법을 알아낼 수 있다면 오차가 상당히 낮은 상태에서 실험을 진행할 수 있을 것이다. 201229136 송미경 Thank you
for listening!
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