공학물리학및실험2 자기장 실험레포트(A+)-2017
- 최초 등록일
- 2018.09.08
- 최종 저작일
- 2017.10
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목차
1. 실험 결과
2. 결과 분석
3. 토의 및 건의 사항
본문내용
실험 1. 직선 도선에 흐르는 전류에 의한 자기장
직선 도선과 수직으로 떨어진 거리에 따라 도선에 흐르는 전류에 의한 자기장이 어떻게 변화하는지 관찰한다. 정확한 실험값을 얻기 위해 실험을 5회 이상 반복한다. 이로 도출한 실험값을 이론값과 비교하고 오차를 분석한다. 도선의 반경 2.0mm와 센서 내부의 측정점까지의 거리 6.5mm를 고려하면, 자기장 센서를 도선에 밀착하였을 경우 측정점의 위치는 도선의 중심으로부터 8.5mm 가 된다. 전류 I=5A이다.
오차가 다소 심한 편이긴 하지만 이론에서와 같이 직선 도선에서부터 거리가 멀어짐에 따라 자기장의 값이 감소함을 실험을 통해 확인할 수 있었다. 정확한 관계를 파학하기 위해 B=1/r그래프로 표현했다. 그 결과는 아래와 같다.
< 중 략 >
실험 2. 원형 도선에 흐르는 전류에 의한 자기장
원형 도선과 떨어진 거리에 따라 도선에 흐르는 전류에 의한 자기장이 어떻게 변화하는지 관찰한다. 정확한 실험값을 얻기 위해 실험을 5회 이상 반복한다. 이로 도출한 실험값을 이론값과 비교하고 오차를 분석한다. 자기장의 이론값은 다음과 같다. 단 a=0.03m
[Curve Fitting]을 사용하여 측정값을 표현하는 최적 함수를 찾을 수 있었다. 측정값의 최적 함수가 표시되며 최적 함수의 그래프가 그려지는데, 최적 함수 그래프의 좌표는 직접 측정할 수 없으므로, 함수에 적절한 값을 대입하여 계산했다. 그 결과 실제 x는 원점으로부터 0.057m 떨어진 지점으로 이론값은 이를 고려하여 계산했다. 실험 결과 오차가 다소 심한 편이긴 하지만 원형 도선에서부터 거리가 멀어짐에 따라 자기장의 값이 감소함을 실험을 통해 확인할 수 있었다. 그래프를 통해서 자기장이 원형 도선의 중심, 즉 약 x=0.05m일 때 최댓값을 가짐을 확인할 수 있었다.
실험 3. 솔레노이드에 흐르는 전류에 의한 자기장
솔레노이드 중심과 끝의 자기장의 세기를 측정하여 기록한다. 정확한 실험값을 얻기 위해 실험을 5회 이상 반복한다.
참고 자료
실험 메뉴얼 (Magnetic Fields)
YoungandFreedman,"University Physics",14thEdition