- 목차 -
1. 목적
2. 원리
3. 실험 기구 및 장치
4. 실험 방법
5. 측정값
6. 결과 및 토의
1. 목적
자기장 속에서 전류가 흐르는 도선이 받는 힘을 측정하여 자기유도 B를 측정하고, 진공상태에서의 투자율 의 실험값을 구한다(실제 진공 중에 투자율 은 공기 중의 투자율 과 거의 동일하다 ).
2. 원리
전류가 흐르는 솔레노이드는 자기장을 발생한다. 솔레노이드에서 발생한 자기장내에 전류가 흐르는 도선이 존재하면 도선은 식 (8·1)과 같은 힘을 받는다.
B는 자기장의 크기이며, 은 도선의 길이, 는 도선에 흐르는 전류의 세기이다.
(8·1)
위의 벡터식을 크기만을 나타내는 스칼라로 바꾸어 크기만을 나타내면
(8·2)
이다.
식 (8·2)에 나타난 는 도선 에 흐르는 (+) 전류의 방향과 솔레노이드 내부의 자기장
B사이의 각이다. 그리고, 솔레노이드 내부에서 생기는 자기장 B의 세기는
(8·3)
n은 솔레노이드의 단위 길이당 잠긴 코일의 수이고, 는 이 솔레노이드에 흐르는 전류의 세기이다. 솔레노이드 내부에서의 자기유도 B의 크기는 균일하며, 솔레노이드의 중심축에 평행하게 형성된다. 로 주어지지만 실제로는 공기 중의 투자율과 거의 동일한 값을 가지고 있다.
본 실험에서는 전류천칭을 사용하여 전류가 흐르는 솔레노이드 내부에 생섯되는 자기유도에 의하여 전류 도선에 작용하는 힘을 구하려고 한다.
그림 8·1은 솔레노이드형 전류천칭의 그림이다. 이때 전류천칭의 자 모양 회로의 양 단자에 붙어 있는 끝이 날카로운 칼날 못을 전기 접촉이 잘 되게 연결하여 전류를 흐르게 한다. 또한, 솔레노이드에 전류를 걸어주면 솔레노이드 내에서 BC 전류선에 수직하게 자기유도 B가 형성되게 된다. 따라서 자기유도 B의 방향과 전선 의 방향은 서로 수직하게 되어 B의 값은 식 (8·4)와 같이 된다.
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2013.04.23
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