일반물리실험 - 전류저울
⊙ 실험목적
전류저울을 사용하여 전류, 도선의 길이, 자기장의 세기에 따른 자기력의 관계를 알아보고 도선과 자기장 사이의 상호작용에 대해 이해한다.
⊙ 이론
1) 전류가 흐르는 도선이 받는 자기력(1)
전류가 흐르는 도선은 자기장 안에서 자기력(Magnetic force)이란 힘을 받는다. 자기장 B안에서 전류 i가 흐르는 길이L의 반듯한 도선에 작용하는 자기력은 다음과 같이 표현된다.
Fm = iL X B
또는,
Fm = iLB sin
로 표현된다. 이 때 는 L과 B사이의 각도이다.
PASCO SF-8607 기초 전류저울로는 위의 식에서의 세 가지 변수, 즉 전류, 도선의 길이, 그리고 자기장의 세기를 바꿈으로써 자기력을 측정할 수 있다.
추가장비인 SF-8608 기초 전류저울로는 도선과 자기장 사이의 각도를 변화시킬 수 있으며 그것에 의해서 전류가 흐르는 도선과 자기장 사이의 상호작용에 관한 실험을 수행할 수 있다.
⊙ 실험기구 및 장치
1) 실험기기 목록
2) SF-8607 전류저울 설치방법
(１) 받침대 위에 주 유니트를 설치한다.
(２) 전류루프를 선택하고 그것을 주 유니트의 끝부분에 끼운다.
(３) 자석배열을 최소한 0.01 gram의 정밀도를 갖는 저울 위에 위치시킨다.
(４) [그림 4]에서와 같이 전원과 전류계를 연결한다.
⊙ 실험방법
1) 힘 대 전류
(1) [그림 1-1]과 같이 실험 장비를 설치한다.
(2) 자석배열을 저울 위에 올려 놓은 후 전류를 흘리지 않은 상태에서 영점을 맞춘다.
(3) 0.5 A를 증가시킨 후 저울의 값을 읽고 표에 기록한다.
(4) 0.5 A를 증가시킨 후 (3)의 과정을 5.0 A가 될 때까지 계속하며 이 때의 질량과 힘을 표에 기록한다.
(5) 위의 실험 과정을 통해 얻은 데이터를 힘-전류의 그래프로 그린다.
2) 힘 대 전선길이 실험
(1) 이 실험과 관련된 기구와 장치를 확인한다.
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2014.09.26
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