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[자연과학] 工學기초물리실험 - 자기력 측정(measurement)(전류천칭)

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작성일18-07-22 21:00

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.왼손법칙 - 전류가 흐르고 있는 도선에 대해 자기장이 미치는 힘의 작용방향을 정하는 법칙이다.
⑥ 전류도선의 각도alteration(변화) 에 따른 힘을 측정(測定) 하기 위해 도선지지대에 원형 요크를 꼽는다. 자기장 속에서 자기력선에 놓은 도선을 자기장에 대해 수직으로 움직일 경우, 오른손의 엄지를 도선이 운동하는 방향으로, 검지를 자기력선의 방향으로 향하게 하면, 도선 속에 발생하는 유도전류는 이것들에…(省略) 대해 수직으로 구부린 중지 방향으로 흐른다.

3. experiment(실험)기구 및 장치
① 베이스 및 지지막대 ② 전류천칭 세트 (도선 지지대, 도선기판 6종 자석 2종, 요크) ③ 전원장치 (DC 30V-10A)④ 멀티테스터 (전류계; 옵션)⑤ 전자저울 (0.01g ~300g측정(測定) ) ⑥ 리드선 3개

4.experiment(실험)방법
① 측정(測定) 하고자 하는 전류도선의 길이를 측정(測定) 하여 값을 적고 도선지지대에 끼우고 스탠드에 고정한다.
② 전자저울을 켜고 자석을 저울위에 올려놓는다.
③ 리드선으로 도선지지대 단자에 전원장치를 연결한다. 전류도선을 자석의 간극 틈에 넣되 닿지 않도록 높이를 잘 조절하여 넣고 영점버튼(Tare button)을 누른다.

※ 플레밍의 법칙
.오른손법칙 - 자기장 속을 움직이는 도체 내에 흐르는 유도전류의 방향과 자기장의 방향(N극에서 S극으로 향한다), 도체의 운동방향과의 관계를 나타내는 법칙이다. 전류가 흐르는 도선 하나하나의 부분이 자기장에 의해서 받는 힘은, 왼손의 중지를 전류가 흐르는 방향으로, 검지를 자기력선의 방향으로 향하게 하여, 이것들에 대해 수직으로 편 엄지가 가리키는 방향으로 작용한다.


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실험결과/물리





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工學(공학) 기초물리experiment(실험) - 자기력 측정(測定) (전류천칭)

1. experiment(실험) 목적
균일한 외부 자기장 안에 있는 도선에 전류가 흐를 때 전류도선이 받는 힘(자기력)을 측정(測定) 하면서 자기력, 전류, 도선의 길이, 자기장의 세기 간의 관계를 살펴보고 나아가 전동기와 발전기의 원리를 이해한다.
발전기처럼 움직이는 장치를 이용하여 전기를 얻는 전기 제품은 모두 플레밍의 오른손 법칙의 응용이고 전동기나 전자석처럼 전기로 기구를 움직이는 제품은 모두 플레밍의 왼손법칙을 응용한 것이다.

2. 理論(이론)
자기장 내에서 전류가 흐르는 도선은 보통 자기력이라고 불리는 힘을 받는다.
⑤ 도선의 길이alteration(변화) 에 따른 힘을 측정(測定) 하기 위해 도선의 길이를 자로 측정(測定) 하여 기록한 후 도선 각각의 길이에 대한 힘을 측정(測定) 하고 데이타를 기록한다. 이 힘의 크기와 방향은 다음의 4 개의 변수, 즉, 전류의 크기(I), 자기장 내의 도선의 길이(L), 자기장의 세기(B), 그리고 자기장과 도선이 이루는 각(θ)에 의하여 결정된다

. 로렌츠 법칙에 의해 F 〓 qv×B 이고, 시간 t(〓L/v) 동안 도선의 단면을 통과한 전하량 q 〓 It 〓 IL/v 이므로 F 〓 (IL/v)v×B 이고, 다음과 같이 쓸 수 있다

F 〓 IL×B

F의 크기만을 표시하면,

F 〓 ILBSinθ
로 나타낼 수 있다

※ 로렌츠 힘
.입자의 전하를 e, 자속밀도를 B, 속도를 v, 광속을 c라 하면, 이 힘은 e[v×B]/c가 된다 즉 운동 전하에 대하여는 힘을 미치나, 힘의 방향은 자속과 속도 방향과 수직이므로 정자기장은 운동하는 하전입자에 대하여는 일을 하지 않고, 다만 그 운동방향만 바꿀 뿐이다.
전류가 흐르지 않은 상태에서 요크용 자석을 저울위에 올려놓고 영점버튼을 누른다.
⑦ 코일

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[자연과학] 工學기초물리실험 - 자기력 측정(measurement)(전류천칭)

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설명
다. 단, 전류와 자기장의 방향이 평행일 때는 이와 같은 힘은 작용하지 않는다. 또 이 힘을 가정함으로써 물질의 밀도분자량굴절률 등 전자기적 및 광학적 성질을 說明(설명) 하는 데 성공하였다.
④ 전류의 alteration(변화) 에 따른 힘의 alteration(변화) 를 측정(測定) 하기 위해 전류를 0.5A, 1A, 1.5A .... 5A 로 서서히 증가시켜 가며 힘을 측정(測定) 하고 데이타를 기록한 후.(힘은 dyne 단위로 기록) 전류의 alteration(변화) 에 따른 자기력(Fm)의 alteration(변화) 그래프를 그린다. H.A.로렌츠는 금속의 전자론에 이 힘을 도입했는데, 식 자체는 간단하지만 임의의 전자기장 내의 힘의 작용 전체를 나타낼 수 있음을 밝혔다.

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