일반물리 실험 - 솔레노이드 내부의 자기장측정
1. 실험목적
전류가 흐르는 솔레노이드의 내부에 형성되는 자기장을 측정함으로써, 전류가 흐르는 도선은 그 주위에 자기장을 생성한다는 것을 확인한다. 또한 , 자기장 내에서 전류가 흐르는 도선은 자기력을 받는다는 것을 확인하고, 이를 통해 자기력을 이해한다.
2. 실험 개요
솔레노이드 내부에 자형 도선을 가진 전류천칭을 넣고 솔레노이드와 전류천칭에 직류전류를 공급한다. 그러면, 솔레노이드에 흐르는 전류는 그 내부에 균일한 자기장을 형성하고,전류천칭에 흐르는 전류는 솔레노이드의 자기장에 내에 놓인 전류도선이 되어 자기력을 받아 천칭의 회전축을 대하여 회전하게 된다. 이때, 천칭이 회전하지 않도록 천칭의 한쪽에 분동을 올려놓으면, 분동의 중력에 의한 토크와 전류도선에 작용하는 자기력에 의한 토크는 회전평행을 이루게 된다. 이러한 회전평행으로부터 자기력(f=I/B)를 구하고, 전류천칭의 e자형 도선의 길이 정보(l) 와 도선에 흐른 전류 값(I)으로부터 솔레노이드 내부의 자기장의 세기(B)를 구한다. 그리고 이 자기장은 암페르의 법칙을 이용하여 계산한 솔레노이드의 내부의 자기장의 세기와 비교하여본다.이러한 과정에서 자기장 내에 놓인 저류도선이 힘을 받는다는 사실을 확인하고 이를 통해 자기력의 의미를 이해한다. 또한, 이론값의 계산에 사용한 암페르의 법칙과 비오사바르의 법칙을 이해한다.
3. 실험이론
솔레노이드
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2014.05.23
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