현대물리 실험 - 직선도체 외부에서의 자기장(Magnetic Field)
1. 관련개념
:Maxwell 방정식, 자기선속, 자기유도, 자기장의 중첩
2. 실험목적
:하나 또는 두 개의 이웃하는 직선 도체에 전류가 흐를 때 도체 주위으 자기장을 측정한다. 이 때 도체간의 거리 함수에 관한 자기장 의존성과 도체에 흐르는 전류 함수에 관한 자기장의 의존성을 각각 조사한다.
3. 실험기구 및 장치
:Barrel Base, Support Rod, Right Angle Clamp, Current Conductor[4개], Coil[6 turn], Coil[Tapped, 140 turn], Ampere Meter[1 mA-3 a DC/AC], Iron Core[Short, Laminated], Iron Core[U-Shaped, Laminated], Power Supply[15 VAC/12 VDC], Tesla Meter, Connection Code ect.)
4. 이론
: 시간에 따라 변하는 전기장 가 없을 때 Maxwell의 네 번째 방정식은
(1)
가 된다. 또한 Maxwell의 두 번째 방정식은
(2)
이다. 만일 단적 A를 통하여 흐르는 정상전류(Steady Current) 에 대하여
이므로 이는 자기장 를 발생시킨다.
여기서 C: A의 경계,
A: 둘러싸인 표면적(enclosed area)
ⅰ: 전류 밀도
: 자기장 상수(자유공간에서의 투자율)
를 각각 나타낸다.
식(1)고 식(2)로부터 긴 직선 도체에 대한 자기장 의 크기는
(3)
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2014.05.23
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