계명대 (일반 물리 및 실험) 헬름홀츠코일 보고서 A+

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목차

1. 실험목적 및 배경이론
2. 실험이론
3. 실험결과
4. 고찰
5. 질문과 답

본문내용

1. 실험목적 및 배경이론
1] 실험목적
• 헬름홀츠 코일에 의해 발생되는 자기장을 조사한다.
• 헬름홀츠 코일간의 자기장의 세기를 측정한다.
• 코일간의 떨어진 거리와 자기장의 세기를 이해한다.

2] 배경 및 이론
• 헬름홀츠 코일은 각각 같은 반지름 R을 가지는 한 쌍의 코일이다. 두 코일은 보통 거리 L만큼 떨어져서 같은 축 상에 서로 평행하게 놓인다.
• 두 코일의 중간 지점에서 축을 따라 놓인 자기장은 다음과 같이 주어진다.

B = (8μ_0 NI)/(√125R)

• 여기에서μ_0는 자유공간에서의 투자율로 4π*〖10〗^(-7 Tm⁄A)이고 R은 코일의 반지름, 그리고 N은 하나에 코일에서 감긴 횟수이다.
• 두 코일 사이의 자기장은 코일들 사이의 거리에 따라 변한다. 코일 사이의 거리에 따른 자기장의 변화는 아래의 사진에 나타나 있다.

그림4(두 코일의 거리와 두 코일 사이의 자기장과의 관계)

2. 실험이론
1] 센서
• 본 실험 중 두 코일의 거리에 따른 자기장의 변화를 확인하기 위해 자기장 센서(Magnetic Field Sensor), 회전운동 센서(Rotary Motion Sensor)가 사용되었다.
• 자기장 센서는 자기장의 세기를 측정하기 위한 센서다.
• 회전운동 센서는 회전운동과 직선운동을 측정할 수 있는 센서다.

2] 실험에 사용된 항목설명
• 헬롬홀츠 코일: 헬롬홀츠 코일은 두개의 동일한 원형 코일 사이에 거의 동일한 자기장을 만들어 내기 위한 장치다.
• 헬롬홀츠 코일의 자기장을 구하기 위한 식은 B = (8μ_0 NI)/(√125R) 로 나타낼 수 있다.
• 헬름홀츠 코일의 R은 반경을 의미하며 L은 거리를 의미한다.

3] 참고사항
• 전류는 정방향(+), 역방향(-) 방향이 실제로는 존재하지 않는다. 편의상 방향을 설정한다. (중요)
• 자기장 센서의 RANGE SELECT는 100X로 설정한다.

참고 자료

없음