공학기초물리실험 - 전자기 유도

공학기초물리실험 - 전자기 유도

1. 실험 목적
코일에 자석을 가까이 할때 발생하는 유도 기전력의 크기와 플럭스개념을 이해하고 전자기유도를 응용한 변압기의 원리를 알아본다.

2. 이 론
자석이 코일을 지날때 코일을 통하는 자기플럭스가 변하게 되고 코일내에는 유도기전력이 발생한다. 패러데이의 유도법칙에 의해 = -N (/t) 여기서 는 유도기전력이고, N은 코일의 감은수, /t 는 코일을 통과하는 플럭스의 변화율이다.

- 유도 기전력 -
이 실험에서 기전력 대 시간의 그래프가 그려지고 곡선 및의 면적은 적분에 의해 구해질수 있다. 이 면적은 플럭스를 나타내고 다음식과 같다.
t = -N

- 변압기(transformer) -
변압기는 교류전압(AC Voltages)을 증가하거나 감소시키기 위해 사용되는 장치이다. AC전압은 2차코일에 의해 둘러싸여진 변압기의 1차 코일에 가해진다. 둘은 전기적으로 연결되어 있지 않다. 1차코일은 2차 코일에서 교류전압을 유도하는 2차 코일을 지나는 자기플럭스를 변화시킨다. 만약 2차코일의 감은수가 1차코일 보다 많다면, 2차 코일에는 1차코일보다 큰 전압이 유도될 것이다. 이를 승압기(step-up transformer)라 부른다. 그와 반대로 2차코일은 감은수가 1차코일보다 적다면 전압은 떨어질 것이고 이를 강압기라 부른다.
패러데이의 유도법칙에 의해 유도기전력(전압)은
= -N (d/dt)
이므로 유도전압은 코일을 통과하는 자기플럭스의 변화율(d/dt)과 코일의 감은 수(N)에 비례한다. 두 코일을 통과하는 플럭스의 변화율은 같으므로 코일 내에 유도되는 전압의 비는 코일의 감은수의 비와 같다.
- d/dt = /N =] s/p= Ns/Np
철로 만들어진 코어 막대는 두 번째 코일에 영향을 미치는 자기력선의 수를 변화시킬 수 있다.

3. 실험기구 및 장치
① 컴퓨터, 모니터 및 인터페이스 장치
② 파워앰프(Power Amplifier)
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