[물리학실험 레포트 보고서] 물리실험 예비 - 전자기

1. 실험목적

코일에 자석을 가까이 할 때 발생하는 유도 기전력의 크기와 플럭스 개념을 이해하고 전자기유도를 응용한 변압기의 원리를 알아본다.

2. 이 론

유도 기전력 (electromotive force ;emf)
a. 전자 유도
그림과 같이 코일에 자속을 변화시킬 때, 코일에서 기전력이 발생하는데 이 현상을 전자유도라 한다. 전류가 흐르면 주위에 자기장이 생기는 것처럼, 코일(도체)주위에 자기장이 발생하면 전자의 움직임이 발생한다.
이것이 곧 전자의 흐름이 되어 전류가 만들어지는 것이다.
b. 유도기전력
코일에 발생하는 기전력은 식과 같다. 코일에 끼치는 자속이 변화가 심할수록 기전력은 증가한다.
자석이 코일을 지날 때 코일을 통하는 자기플럭스(=자속)가 변하게 되고 코일내에는 유도기전력이 발생한다. 패러데이의 유도법칙에 의해
ε= -N (ΔΦ/Δt)
여기서 ε는 유도기전력이고, N은 코일의 감은수, ΔΦ/Δt 는 코일을 통과하는 플럭스의 변화율이다. 기전력 대 시간의 그래프가 그려지고 곡선 및의 면적은 적분에 의해 구해질 수 있다. 이 면적은 플럭스를 나타내고 다음식과 같다.
εΔt = -N ΔΦ
변압기(transformer)
1차권선 및 2차권선의 권선수를 w1 및 w2라 하고 1차에 가하는 전압을 V1, 2차에서 얻어지는 전압을 V2 라 하면 V1/V2 = w1/w2 = a인 관계가 성립한다. a를 권선수비(捲線數比)라고 한다. 또 1차 및 2차권선의 전류를 I1 및 I2라고 하면 I1/I2 = w2/w1 = 1/a의 관계가 성립한다. 그러므로 대략 V1 X I1 = V2 X I2로 된다.
패러데이의 유도법칙에 의해 유도기전력(전압)은
ε= -N (dΦ/dt)
이므로 유도전압은 코일을 …

3. 결과 예측