예비 실험 리포트 `암페어법칙

1. 암페어 법칙

2. 실험 원리

- 매우 긴 솔레노이드 내부에서의 자기장은 암페어 법칙에 의해
B=
으로 주어진다. 여기서 는 투자율, I 는 전류, n 은 솔레노이드의 단위 길이 당 감은 횟수이다. 위 식에서 자기장의 세기는 코일의 반경이나 코일 내부의 위치에 무관하다는 것을 알 수 있다.
하지만 솔레노이드의 길이가 실제로 무한하지 않기 때문에 식을 다음처럼 보정한다.
편의상 솔레노이드의 길이를 L , 중심을 원점으로 잡으면 중심 (x=0 ; a=b=L/2)과 끝점 (x=L/2)에서 자기장의 세기는

이 된다.

3. 실험 방법
1>실험 기구 및 장치
-컴퓨터 및 인터페이스 장치, power amplifier, 전원장치(15V-5A), 솔레노이드, 버니어캘리퍼, A베이스 및 지지막대, 자기장센서, 홀더, 회전센서, 톱니막대, 리드선, 랩 짹
2>실험방법

1)인터페이스 세팅

①컴퓨터를 켜고 회전센서를 디지털 채널 1,2에 자기장 센서를 아날로그 채널 A에 power amplifier를 연결한다.

②인터페이스를 켜고 바탕화면에 있는 ‘암페어 법칙.ds` 프로그램을 실행한다.

③Experiment Setup 창에서 회전센서를 클릭 한 후 Measurement

창에 Position, Ch 1&2에 체크한다.

④Sample rate를 100Hz로 맞추고 자기장 센서를 클릭한다.

⑤Magnetic Field Strength (1X) Ch1에 체크한 후 단위는 (gauss) Low(1X)로 맞춘다.

⑥Power amplifier를 클릭 한 후 Measurements 창에 Current,

Ch B에 체크한 후 Med(10X)로 맞춘다.

⑦Signal Generator에서 DC voltage로 맞춘 후 10W로 값을 맞춘다.

…

①인터페이스 세팅이 끝나면 랩 짹 위에 솔레노이드를 올려 놓고 자기장 센서의 Range Select를 1X로 맞추고 Radial Axial의 방향을 자기장 센서의 움직이는 방향으로 맞춘다.

②자기장 센서를 솔레노이드 끝 쪽에 맞춘 후 Tare 버튼을 누르고 Start 버튼을 누른 후 자기장 센서를 솔레노이드 안쪽으로 천천히 밀어 넣으며 측정을 시작한다.

③그래프가 매끄럽게 나올 때 까지 여러번 실험을 반복하고 이때 나온 전류값을 기록하고 다른 데이터 값들을 기록한다.

①솔레노이드를 바꾼 후 실험 (1)의 ①~③을 반복한다.

①솔레노이드를 바꾼 후 실험 (1)의 ①~③을 반복한다.

4. 준비학습