건국대 물및실2 11주차 패러데이 법칙 결과레포트

목차

1. 실험 목적
2. 이론 및 원리
3. 실험 기구 및 장치
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 토의

본문내용

1. 실험 목적
자기장 안에서 회전하는 코일을 통하여 전자기 유도 현상을 확인하고, 이 때 발생하는 전위차를 측정하여 패러데이의 유도 법칙을 정량적으로 이해한다.
2. 이론 및 원리
패러데이(Faraday)의 유도 법칙은 회로내의 유도 기전력 ε은 그 회로를 통과하는 자기 플럭스(Φ_B)의 변화하는 율과 같다는 것이다. 방정식의 형태로는
ϵ=-(dϕ_B)/dt (1)
가 되고, 여기서 부의 부호는 유도 기전력의 방향이 플럭스의 변화를 방해하는 방향임을 나타낸다. 이것이 패러데이의 유도 법칙(Faraday’s Law of induction)이다.
고리의 단면에 수직한 선이 자기장 B와 각도 θ를 이룰 때 고리면을 지나는 자기 플럭스는
Φ_B=∫▒〖B∙dS=hlB cos⁡θ 〗 (2)
이고 고리가 일정한 각속도 ω로 돌고 있을 때 시간 t에서의 고리의 방향각 θ는
θ=ωt (3)
라고 할 수 있으므로, 이 고리에 이끌린 기전력은 패러데이의 유도 법칙에 의해
ε=-(dΦ_B)/dx=hlBω sin⁡ωt (4)
가 된다. 즉, 같은 각 진동수 ω로 변하는 교류 기전력이 된다. 일반적으로 고리의 면적이 A, 감긴 수가 N인 줄토리의 경우 유도 기전력은 다음과 같다.
ε=-NABω sin⁡ωt (5)
이번에는 벨트에 의해 따라 도는 전동기를 생각해 보자. 전동기는 두 개의 고리가 서로 직각을 이루고 있으며, 따라서 접촉 단자(brush)에 의해 유도 기전력이 큰 동안만 서로 교대하면서 기전력을 제공하게 되어 있다.

참고 자료

건국대학교 물리학과, 2021, 일반물리학실험_개정판, 북스힐