일반물리실험 - 전자기 유도와 변압기
⊙ 실험목적
패러데이 법칙에 의한 전자기유도와 변압의 원리를 이해하기 위해 변압기 장치를 통하여 변압기에 미치는 영향을 실험한다.
⊙ 이론
1. Faraday의 유도법칙(1)
전류고리에 유도되는 기전력의 크기는 전류고리를 통과하는 자기다발B의 시간변화율과 같다. Faraday의 법칙은 음의 부호와 함께 표기한다.
= -d/dt
만일 감은 수가 N인 줄고리를 통과하는 자기다발을 변화시킨다면 다음과 같다.
= -N d/dt
2. Lenz의 법칙(2)
전류고리에 유도되는 전류는 자기다발의 변화를 방해하는 방향으로 흐른다.
3. 자체유도(3)
유도기라 할 수 있는 두 개의 줄고리가 서로 가까이 있을 때, 한 고리에 흐르는 전류 i는 다른 고리를 통과하는 자기다발을 만든다. 이 때 전류를 변화시키면 두 번째 고리에는 Faraday 법칙에 따라 유도기전력이 생기는데 이 과정을 자체유도라고 한다.
L을 유도용량(L= N/i)이라고 하면,
= -L di/dt
이다. 유도기 내부가 아닌 회로의 모든 지점에서는 전기퍼텐셜을 정의할 수가 있는데, 유도기 양 끝이 변하는 자기다발의 영역의 외부라면 이상적일 경우에 퍼텐셜 VL은 자체 유도기전력 L의 크기와 같다.
4. 변압기(4)
교류회로에 저항만이 있을 때 전력인자는 cos(0)=1이고 rms기전력 rms는 저항에 걸리는 rms퍼텐셜차 Vrms와 같다. 따라서 회로에 rms전류 Irms가 흐를 때 공급되고 발산되는 에너지의 단위시간당 평균량은 다음과 같다.
Pavg = I=IV
⊙ 실험기구 및 장치
SF-8618 기초 코일 세트는 그림 10에 나타나는 품목이다.
a. (1) SF-8609 200번 감은 코일
b. (1) SF-8610 400번 감은 코일
c. (1) SF-8611 800번 감은 코일
d. (1) SF-8614 U자형 코어
실험1에서 사용할 장치는 다음과 같다.
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2014.09.26
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