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ㆍ 흐르는 전류를 측정하고 코일의 주변과 내부에 발생하는 자기장의 크기를 측정한다.
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설명
ㆍ 흐르는 전류를 측정하고 코일의 주변과 내부에 발생하는 자기장의 크기를 측정한다.
ㆍ 측정하고 앙페르 법칙의 원리를 이해할 수 있다.
ㆍ Vernier MBL을 통해 실험 데이터를 정밀하게 측정할 수 있다.
구성품
1. 코일 내부의 자기장 (K5.4.30)
2. 코일 내부의 자기장[무선] (K5.4.30-G)
실험 이론
1) 솔레노이드 코일의 자기장 : 앙페르 법칙
솔레노이드란 긴 원통에 원형 도선을 여러 번 감은 원통 모양의 도선이다. 솔레노이드에 전류를 흘리면 여러 개의 원형 도선을 지나는 전류에 의해 자기장이 만들어지게 되는데 이때 원형 전류가 만드는 자기장의 합이 솔레노이드의 자기장이다.
이상적인 솔레노이드의 내부 자기장은 일정하고 균일하며 외부에서의 자기장은 0이다. 이상적인 솔레노이드 내부의 자기장 크기(B)를 구하기 위해서는 앙페르 법칙을 적용하면 되다.
앙페르 법칙이란 도선에 전류가 흐를 때 자석처럼 서로 끝어 당기기도 하고 밀어낼 수 있는 자기장의 방향은 도선에 흐르는 전류에 의존한다.
자기장의 방향은 암페어의 회로 법칙(오른손 법칙)에 의해 정의되는데 오른 손의 엄지손가락이 전류의 방향이고 나머지 네 손가락의 방향은 자기장의 방향을 의미한다. 이때 자기장의 세기는 도선에 흐르는 전류의 세기에 비례한다.
코일 내부의 자기장 실험에서 다양한 코일에 전류를 흘려 생성되는 자기장을 Vernier MBL을 이용하여 정밀하게 측정하고 앙페르 법칙을 이해할 수 있다.
실험 그래프
1. 코일의 거리에 따른 자기장 그래프
2. 코일의 감은 수에 따른 자기장 그래프