전류와 자기장

1. 실험 목적
도선에 전류가 흐를 때 그 주변에 발생하는 자기장의 형태에 대해서 알아보자.

2. 이 론
무한히 작은 길이의 도선에 흐르는 전류()에 대한 자기장()의 크기와 방향을 측정하려 할 때, 자기장 계산을 위하여 사용되는 법칙으로 비오-사바르 법칙(Biot-Savart law)과 앙페르의 법칙(Ampere`s law) 두 가지가 있다.

(1) 비오-사바르 법칙(Biot-Savart law)
전류 가 흐르는 임의의 도선을 생각하고, 도선 중 충분히 작은 길이의 요소 을 고려하면, 이때 전류요소는 으로 주어진다.
이 전류요소에서 변위 만큼 떨어진 곳에 생성되는 작은 자기장 는 (1)
의 형태로 주어진다는 것이 비오-사바르 법칙이다.
여기서 는 투자 상수라 부르며 그 값은 = 4π×10-7 T・m/A이다. 자기장의 방향은
(2)
의 방향으로, 도선의 길이 요소 과 자기장이 측정되는 위치벡터 에 모두 수직하고, 자기장의 크기 는 과 의 사이각이 일 때,
(3)
과 같…