물리실험결과레포트(자기력측정(전류천칭))

소개글

자기력측정(전류천칭)

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본문내용

2. Result
이번 실험은 자기장 내에서 전류가 흐르는 도선이 받는 힘()을 질량변화로 측정해보는 실험이었다. 식에서 알 수 있듯, 도선이 받는 힘()은 전류(i), 도선의 길이(L), 자기장(B)에 비례하고, 실험 역시 이 3가지 요소를 각각 변화시켜 힘과 비례하는지 알아보는 것이었다. 질량변화로 나타나는 힘을 MKS 단위인 N으로 하여 표에 기록하고, 그래프로 힘과 전류, 힘과 도선의 길이, 힘과 자기장의 관계를 도시하여 비례관계를 확인하였다. 도선의 길이와 힘의 관계를 측정할 때, 약간의 오차가 있었지만 대체적으로 모두 비례관계를 확인할 수 있었던 성공적인 실험이었던 것 같다.
마지막 원형요크를 이용한 실험은 각도를 변화시킬 때 힘의 변화를 측정하는 실험이었다. 위의 식을 엄밀히 표현하면 벡터로 표현해야 맞는데, 와 같다. 즉, 의 크기는 이다. 여기서 다른 요소는 일정할 때, θ를 변화시켜 힘을 변화시키므로 힘과 각도의 관계는 sin 그래프가 나와야 맞다. 각도를 -90°에서 90°까지 변화시키면서 측정한 결과 위 그래프 같이 sin 함수에 가까운 그래프를 얻을 수 있었다.

3. Discussion
(1) 도선의 길이와 힘의 관계 실험에서 오차가 많이 나온 이유
도선의 길이는 표준화된 것을 이용했으므로 길이를 측정하는데 오차는 없었을 거라 생각된다. 그러나 2.5A를 일정하게 유지해야 하는데 한 도선의 길이에 따른 질량변화를 측정한 후, 전원장치를 껐다가 다른 도선으로 바꾸고 영점을 다시 맞추고, 다시 2.5A를 올리는 과정에서 오차가 있었던 것 같다. 정확히 2.5A를 맞추지 않았을 수도 있고, 자석의 위치나 클램프를 아예 움직이지 않고 조심스럽게 도선만 들어올려서 교환해야 하는데 살짝 건드렸던 것 같다. 뿐만 아니라, 전자저울이 매우 예민하므로 책상을 누르거나 외부 환경의 변화가 있으면 안되는데 데이터를 기록하다보니 책상을 조금 누르거나 건드렸던 것 같다.

참고 자료

- Eugene, Hecht 2nd Ed.
- phylab.yonsei.ac.kr