[일반물리학] 자기력 측정 (전류천칭) 예비보고서
1. 실험목적
균일한 외부 자기장 내에서 도선에 전류가 흐를 때 전류도선이 받는 힘(자기력)을 측정하여 자기력, 전류, 도선의 길이, 자기장의 세기의 관계를 살펴보고 전동기와 발전기의 원리를 이해한다.
2. 이론
♦자기력
자극 사이에 작용하는 힘. 자력이라고도 한다. 종류가 다른 극(N극과 S극) 사이에는 인력이 작용하고, 같은 종류의 극(N극과 N극, S극과 S극) 사이에는 척력이 작용하는데, 자극의 세기에 비례하는 양의 자하라는 실체가 각각의 자극에 존재한다고 하면, 정전하 사이에 작용하는 힘에 대한 법칙(쿨롱의 법칙)이 자기력에 대해서도 성립된다. 즉 정지해 있는 두 점자하 사이에 작용하는 힘은 그 자하의 곱에 비례하고, 자하 사이의 거리에 반비례한다. 이 힘의 본질에 관해서는 만유인력과 마찬가지로 옛날부터 두 자극이 공간을 사이에 두고 서로 작용을 미치는 원거리 힘으로 간주되어 왔으나, 현재는 자극의 존재가 주위의 공간을 일그러지게 하고, 그 상태가 유한한 속도로 주위의 공간에 전해져서 다른 자극에 힘을 미치는 근거리 힘으로 여겨지고 있다.
이 근접 작용론은 패러데이가 전자기유도의 본질을 해명하기 위해 자기장이라는 것을 생각한 데서 비롯되며, 그 후 맥스웰이 이것을 이론화했는데, 전자기파의 실재에 의해서나, 광속보다 빠른 물리과정은 없다는 특수상대성이론에 의해서 뒷받침되었다. 이것은 종래 완전히 공허라고 생각되었던 진공도 자기력을 비롯하여 전기력 ·만유인력 등을 매개로 하여 에너지를 저장하는 장이 될 수 있다는 뜻이다. 자극뿐만 아니라 전류가 회로를 흐를 때도 그 근처에 자극을 두면 힘이 작용하는데, 이 때의 회로의 각 부분은 비오-사바르의 법칙이 성립된다. 따라서 전류회로 전체가 자극에 미치는 힘은 회로의 각 부분의 힘의 크기를 구하고 이것을 벡터합에 의해 합성하면 알 수 있다.
♦로렌츠 힘
.... |
2014.04.18
6페이지
