[물리학실험 레포트 보고서] 암페어 법칙 예비

실험 목적 직선도선, 원형도선 및 솔레노이드 코일에 전류가 흐를 때 도선주위의 자기장의 세기를 측정하여 이론적인 자기장 분포 곡선과 일치하는가를 알아보고 암페어의 법칙 및 비오-사바르의 법칙이 성립하는가를 확인한다. 이론 (1)암페어의 법칙 암페어 법칙은, 전기 현상에서 가우스의 법칙이 하는 비슷한 역할을 자기 현상에서 한다. 두 법칙 모두 장과 장의 근원을 관련시킨다. 전기장의 경우 근원은 전하이다. 가우스의 법칙은 닫힌 표면 내부의 알짜 전하와 그 표면을 지나는 전기장의 다발 사이의 관계를 보여준다. 자기장의 근원은 전류이다. 자기장선은 언제나 닫힌 곡선이고, 닫힌 표면을 통한 자기 다발은 언제나 0이기 때문에 암페어의 법칙은 가우스의 법칙과 다른 형태를 가져야 한다. 이 사실은 자기 현상에 대한 가우스의 법칙으로 불리고 전자기 현상의 기본 법칙 중 하나이다. 암페어 법칙은 경로에 평행한(즉, 닫힌 곡선을 따른 어떤 점에서의 접선 성분) 자기장의 성분과경로의 길이를 곱한다. 자기장의 성분이 일정하지 않으면 경로를 작게 나누어서 그 곱을 더한다. 그 물리량을 순환 (circulation) 이라 한다. 암페어의 법칙은 자기장의 순환과 경로의 안쪽을 지나는 알짜 전류 I를 관련짓는다. (2) 비오-사바르의 법칙 비오와 사바르의 실험에 의하면, 그림과 같이 도선의 미소 길이 dl과 점 P를 잇는 방향과 전류 I의 방향 사이의 각이 이고 dl부터 점 P까지의 거리가 r일때 전류요소 Idl 에 의 한 점 P 에서의 자기장은 가 된다. 이것을 비오-사바르의 법칙 이라 한다. 이 식을 벡터로 나타내면 이다. ( 은 r의 단위 방향 벡터) 점 P에서의 전체 전류에 의한 전기장은 전류요소에 의한 자기장 dB를 적분하면 구해진다. 즉 (2) 직선 전류에 의한 자기장 직선 도선에 전류가 흐를 때 발생하는 자기장은 도선을 중심으로 원을 그린다.…
직선 도선에 전류가 흐…