물리학 실험 - 전류와 전류사이

물리학 실험 - 전류와 전류사이

1. 실험 목적
자기마당내의 도선에 전류가 흐르면 이 도선은 힘을 받게 된다. 이 도선이 받는 힘의 방향을 확인하고 그 크기가 자기마당의 세기와 흐르는 전류의 세기와 어떤 관계를 갖는지 알아본다.

2.배경이론
서로 떨어진 두 도선은 각 도선에 전류를 흘려주면 척력내지 인력이 작용한다. 이것은 한 도선이 만든 자기마당에 의해 다른 도선이 어떻게 힘을 받을지를 생각해보면 쉽게 알 수 있다. 즉 자기마당에서 전류가 흐르는 도선이 받는 힘을 생각하면 되는 것이다. 그런데 이때 생기는 자기마당의 세기와 방향은 한 도선에 흐르는 전류의 방향과 세기에 따라 변화한다.
우선 자기마당의 방향은 전류가 흐르는 방향으로 오른손을 감싸쥐었을 때 엄지손가락이 가리키는 방향이 된다. 오른손 나사법칙이라고 한다. 그리고 자기마당의

세기를 B, 도선에 흐르는 전류를 I, 도선과 떨어진 거리를 r라 할 때 자기마당의 세기 B는 다음의 관계를 갖는다.
B ∝
따라서 두 도선사이에 작용하는 힘의 세기를 F라 하면 F=BIl 에 의해
F ∝
이 성립함을 알 수 있다.
그러므로 자기마당에 전류가 흐르는 도선을 놓으면 이 도선은 힘을 받아 움직이게 되며 그 때 이 도선이 n회 감겨 있고 가로세로가 각각 a, b인 고리라고 할 때 그 돌힘은 다음과 같다.
m= IabBsin

3. 실험방법
우선 이 실험을 하기 위해서는 자기마당을 만들 장치가 필요하고 그 속을 통과하는 전류를 만들 도선이 필요하다. 여기서는 솔레노이드를 이용하여 자기마당을 만들고 전류천칭으로 전류가 흐르는 도선이 받는 힘을 알아낸다.
첫 번째 실험은 솔레노이드에 흐르는 전류가 일정할 때 전류천칭에 흐르는 전류를 변화시켜가면서 관찰하며 두 번째는 솔레노이드에는 일정하지만 전류천칭에 흐르는 전류를 변화시켜가면서 관찰해 본다.
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