[A+] 헬름홀츠 코일의자기장 측정예비보고서

소개글

"[A+] 헬름홀츠 코일의자기장 측정예비보고서"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험목적
2. 관련 이론
3. 실험기구
4. 실험방법
5. 참고 자료

본문내용

1. 실험목적
· 단일 코일의 자기장 측정 · 헬름홀츠 코일의 자기장 측정

헬름홀츠 코일은 동일한 전류가 흐르는 두 코일을 코일의 반경만큼 거리를 떨어뜨려서 중앙 부근의 자기장을 균일하게 만든 코일이다. 두 코일 사이의 거리를 변화시키면서 자기장의 균일성을 측정해 본다.
2. 관련 이론
비오-사바르의 법칙은 정상전류(시간에 따라 크기와 부호가 변하지 않는 전류)가 흐르고 있는 도선 주위의 자기장의 세기를 구하는 법칙이다. 이 법칙을 이용하면 도선 밖의 한 점에서의 자기장의 세기는 회로 안의 작은 면적의 자기장 벡터 합으로써 구할 수 있다.

반경의 원형 도선에 전류가 흐를 때, 중심축의 임의의 점 P에서 자기장의 세기 B를 계산한다.
,
이때, P점에서의 자기장은 x축 성분과 그에 수직인 성분으로 분해할 수 있다. 수직한 성분은 대칭성 때문에 상쇄되므로 만 고려하면 된다. 이 식에 와 을 대입하면 x만큼의 거리에서 다음과 같다.
, N번 감긴 코일의 경우 위의 식에 그대로 곱해주면 된다.

감은 수가 같고, 반경이 같은 코일이 x축 상에 아래와 같이 거리 a만큼 떨어져 있다면 코일 내부 공간에서의 자기장의 세기는 아래와 같다.

참고 자료

일반물리학실험실, 『일반물리학실험』, 북스힐, 2023, p.273~278