전류와 전류 사이의 돌림힘 측정실험

솔레 노이드의 중심부 근처 점에서 긴 솔레노이드 내의 B는 B=μo×n×I 로 주어진다. 또한 자기장 속에서 전류가 흐르는 도선이 받는 힘의 크기는 F=BI`l 이 된다. 이 실험에서는 솔레노이드 속의 자기장에서 전류가 흐르는 도선에 받는 힘을 살펴보았으므로, 위 두 식에서 F=μo×nII`l 을 유도 할 수 있다. 예를 들어, I=1A, I=1A인 경우 F=4π×10^(-7)Tm/A×3289회/m×1A×1A×0.02m =8.27×10^(-5)N 이 된다. 힘이 방향은 전류와 자기장의 방향과 모두 수직한 방향이다. 이제 솔레노이드 안에서의 돌림힘을 알아보자. 솔레노이드 안의 자기마당 B 속에 전류 I`가 흐르는 고리가 각도 φ만큰 기울어져 있을 때, 이 고리는 자기마당으로부터 돌림힘을 받는다. 고리의 가로와 세로의 길이를 각각 a, b, 이라고 하면 돌림힘의 크기는 τ=I`abBsinφ =I`ab(μo·nI)sinφ -------(1) 이다. 이제 전류 천칭에서의 자기 돌림힘을 생각해보자. 전류 천칭은 자기마당 내에서 전류가 흐르는 도선이 받는 자기 돌림힘과 중력에 의한 돌림힘이 상쇄되는 역학적 평형 조건을 이용하는 장치이다. 솔레노이드의 자기마당이 B가 되었을 때, 천칭은 자기 돌림힘 τ를 받아 회전하려고 한다. 그러나 받침대도 회전하게 되므로 중력에 의한 돌림힘이 작용하게 된다. 천칭의 질량을 m, 받침대의 반지름을 r, 중력 가속도를 g라고 하면 τ=mgrsinθ 이다. 이때, θ가 작을 때에는 τ=mgrsinθ=mgrθ=mgry/L --------(2) (y:가리키개의 수직변위, L:받침대로부터 가리키개끝까지의 길이) 가 된다. 이 실험은 (1)과(2)의 평형을 이용한 실험이므로 두 식에 값을 직접 대입하여 풀어보면,(I=1A, I`=1A인 경우) I`ab(μo·nI)sinφ =1A×0.02m×0.08m×4π×10^(-7)Tm/A×328…
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