[자연과학] 일반물리학 실험 - 자기유도 실험

1. 제목 : 자기유도

2. 목적 : 자기장 내에 있는 전류가 흐르는 도선이 받는 힘의 크기를 측정한다.

3. 이론 : 자기장 내에 있는 도선에 전류가 흐르면 도선은 자기력이라고 하는 힘을 받는다. 이 힘의 크기와 방향은 네 가지 변수, 즉 전류의 세기(I), 도선의 길이(L), 자기장의 세기(B), 자기장과 도선의 각도()에 따라서 달라진다.

이 자기력은 다음과 같이 표현된다.
이때 자기력의 크기는
이다. 이때, L과 B의 각도가 90도라면
이다.

4. 결과 :

A. 전류와 힘의 관계

전류(A)

0.5
1
1.5
2
2.5
3
자기력 (g)
0.1
0.19
0.31
0.39
0.53
0.62
※ 전류와 자기력의 그래프를 그린다.
B. 도선의 길이와 힘의 관계
도선의 길이 (mm)
38
39
40
41
자기력 (g)
0.31
0.25
0.09
0.39
※ 도선의 길이와 자기력의 그래프를 그린다.
C. 자기장과 힘의 관계
자석의 개수
1
2
3…(생략)

5. 분석 및 토의 : 생각보다 이상적인 실험결과가 나왔다. 전류와 힘의 관계에서 자기력은 전류가 올라감에 따라 함께 상승하였고, 자기장과 힘의 관계에서도 자석의 개수 에 따라 함께 상승했다. 도선의 길이와 힘의 관계에선 길이와 무관한 자기력 값을 보였는데 이 이유는 직접적으로 힘을 미치는 도선의 길이의 차이에 있다. 길이 41은 힘을 미치는 도선의 길이가 가장 길지 않으면서 가장 큰 자기력을 나타낸 이유는 앞면과 뒷면에 도선이 있기 때문이다.