일반물리학실험 결과보고서 - 전류저울
1.실험 목적
전류가 흐르는 도선이 자기장 속에서 받는 힘을 측정하고 자기장 의 크기를 구하여 전류와 자기력과의 관계에 대해 배운다.
2.실험 원리
전류가 흐르는 도선이 자기장 속에 있으면 다음과 같은 자기력을 받는다.
여기서 는 전류의 크기, 은 도선의 길이, 는 자기장이다. 전류의 방향과 자기장 사이의 각을 라고 하면 자기력의 크기는
가 된다. 가 90도인 경우에는 이 되며 ,이 주어진 상태에서
힘 를 측정하면 자기장의 크기 는
로 구할 수 있다.
3.실험기구 및 재료
전류저울 장치, 전류고리 세트, 자석장치,전자저울(0.01g),멀티미터, 직류전원공급기
4.실험방범
직류전원 공급기의 정전류 상태 설정
(1) 직류전원 장치의 +,- 출력 단자에 아무것도 연결시키지 말고 전원을 켠다.
(2) 전압 조정손잡이를 돌려 1V에 맞추고 전류 조정손잡이를 시계반대방향으로 끝까지 돌린다.
(3) 회로에 연결하고 정전류 상태 표시등(cc mode)이 켜진 것을 확인한 후 전류 조정손잡이를 돌려 전류를 제어한다. 만약 전류 조정손잡이를 돌렸을 때 정전류 상태 표시등이 꺼지면서 전류가 증가하지 않으면 전압 조정손잡이를 조금 더 돌려준다.(전압증가)
실험 1. 전류와 자기력
(1)전류저울장치에 전류고리를 연결한다.
(2)저울의 전원을 켠 후 자석장치를 저울 위에 올리고 전류고리를 내려서 고리면이 자기장의 방향과 나란하도록 자석장치의 위치를 조정한다.
(3)전류를 0A로 설정하고 저울의 ‘용기’ 버튼을 눌러 저울눈금이 0이 되게 한다.
(4) 전류를 0.5A 씩 최대 3 A까지 올리면서 질량을 측정하고 힘을 계산하여 기록한다.
(5) 전류와 힘의 그래프를 그리고 자기장을 구한다.
실험 2. 도선의 길이와 자기력
(1) 실험 1의 (1)~(4) 과정을 반복한후 전류고리를 길이가 다른 것으로 바꾼 후 (3)~(4)과정을 반복한다.
(2) 도선의 길이와 힘의 그래프를 그리고 자기장을 구한다.
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2016.05.13
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