본문/내용
(1) 실험 목적
전류에 의해 만들어지는 자기장을 이해하고, 이를 이용해서 전류계를 만들어본다. 제작이 끝나고 나면 조교가 전류계의 정확도를 측정하여 그에 따른 점수를 준다.
(2) 실험 기구
나침반, 집게 전선 3개, 에나멜 도선, 문구용 칼, 각도계, 건전지 소켓, 건전지(1.5 V 대형), 저항(12 Ω), 각도가 표시되어 있는 종이 1장, [직류 전원:조교용만 1개]
(3) 이론 및 예비 보고서
이번 실험에서는 나침반을 이용한 전류계(전선에 흐르는 전류의 크기를 측정하는 장치)를 직접 제작하게 된다.
1. 전선을 고리형태로 여러 바퀴 감은 후 전류를 흘리면 어떤 방향의 자기장이 만들어지는가
전류는 (+)에서 (-)로 흐르므로 오른 나사 법칙에 의해 위의 그림에서 자기장은 오른쪽 방향을 향해 만들어진다. 하지만 전지를 반대로 연결한다면 자기장의 방향은 왼쪽방향이 될 것이다.
오른 나사 법칙은 오른 나사를 돌렸을 때, 나사의 진행방향이 전류의 방향이고 나사의 회전 방향이 자기장의 방향이라는 법칙이다.
2. 이 전선 고리 안에 나침반을 넣으면 원래 북쪽을 가리키던 나침반 바늘이 어디를 향하게 되겠는가 (힌트: 나침반이 느끼는 자기장은 지구 자기장과 전선이 만든 자기장의 벡터합이다.)
나침반은 지구 자기장 때문에 외부 영향이 없다면 북쪽 방향을 향하고 있다. 하지만 전선 고리에 전류가 왼쪽에서 오른쪽으로 전류가 흐르고 있기 때문에 전류가 만든 자기장이 동쪽을 향한다.
결론적으로 지구 자기장과 전류가 만든 자기장의 벡터합성을 시키면 나침반이 느끼는 자기장은 북동쪽을 향하게 된다. 이때, 전류가 만든 자기장의 세기에 따라서 북쪽이나 동쪽으로 치우칠 것이다. 만약 전류가 만든 자기장이 지구 자기장의 세기보다 강하다면 동쪽으로 치우칠 것이고, 전류가 만든 자기장이 지구 자기장의 세기보다 약하다면 북쪽으로 치우칠 것이다.
3. 전류를 증가시킴에 따라 나침반의 회전 각도는 어떻게 달라지겠는가 전…
3. 전류를 증가시킴에 …