자기장하에서의 힘

[숨은설명:시작] [숨은설명:끝] 1. 실험목적 [숨은설명:시작] [숨은설명:끝] 전류가 흐르는 도선이 자기장 속에서 받는 힘을 측정하여 자기유도B를 구하고, 진공 중의 투자율(μ0)의 실험치를 구한다. [숨은설명:시작] [숨은설명:끝] 2. 실험원리 [숨은설명:시작] [숨은설명:끝] 자기장 내에서 전류가 흐르는 도선은 다음과 같은 힘을 받는다. 즉 (1) 자기장에 의한 힘의 크기는 (2) 여기에서 θ는 ㅣ에흐르는 +전류의 방향과 B방향사이의 각이다. 한편, 거리 a떨어진 두 개의 동일한 코일의 축을 따라 얻어진 자기장밀도는 (3) 여기서, z =0일 때 자기밀도는 aR일 때 최소 값을 가진다. 측정으로부터 알 수 있는 결과는 a = R일 때 아래의 영역에서 균일한 자기장 밀도를 보여준다. - R/2 < z < + R/2 중간 점에서의 자기밀도세기는 (4) 여기서 N은 코일의 감긴 수이며, R은 코일의 반경이며, I는 코일에 흐르는 전류이다 헬름홀츠 배열에서 중심에서의 자기장 밀도는 넓은 영역에 걸쳐 균일한 특성을 지니고 있다. 지금 전류천칭을 사용하여 헬름홀츠 코일내의 자기유도에 의한 전류 도선에 작용하는 힘을 구하고자 한다. 그림1은 전류천칭의 구조이다. 이때 전류천칭의 ㄷ자형 회로의 양단자에 붙어있는 뾰족한 회전축이 단자 축의 홈에 위치하여 회전이 잘되게 고정되어 있으며, 전류는 이 회전 축 핀을 통하여 흐르게 된다. 그리고 헬름 홀츠 코일에 전류를 걸어주면 헬름홀츠 코일 내에서 BC전류선(1)에 수직하게 자기유도Bc가 있게된다. 따라서 Bc와 I는 서로 수직이게 된다. 그러므로 식(2)에서 sinθ = sin90 = 1이므로) (5) 로 된다. 한편, F는 그림2.에서 Fd = mgs 이고, (4)식…
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