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[자연과학] 工學기초물리실험 - 자기력 측정(measurement)(전류천칭)

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작성일 24-04-07 08:46

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工學(공학) 기초물리test(실험) - 자기력 측정(測定) (전류천칭)

1. test(실험) 목적

균일한 외부 자기장 안에 있는 도선에 전류가 흐를 때 전류도선이 받는 힘(자기력)을 측정(測定) 하면서 자기력, 전류, 도선의 길이, 자기장의 세기 간의 관계를 살펴보고 나아가 전동기와 발전기의 원리를 이해한다.

2. theory(이론)

자기장 내에서 전류가 흐르는 도선은 보통 자기력이라고 불리는 힘을 받는다. 즉 운동 전하에 대하여는 힘을 미치나, 힘의 방향은 자속과 속도 방향과 수직이므로 정자기장은 운동하는 하전…(투비컨티뉴드 )

3. test(실험) 기구 및 장치

① 베이스 및 지지막대 ② 전류천칭 세트 (도선 지지대, 도선기판 6종 자석 2종, 요크) ③ 전원장치 (DC 30V-10A)④ 멀티테스터 (전류계; 옵션)⑤ 전자저울 (0.01g ~300g측정(測定) ) ⑥ 리드선 3개

4.test(실험) 방법

① 측정(測定) 하고자 하는 전류도선의 길이를 측정(測定) 하여 값을 적고 도선지지대에 끼우고 스탠드에 고정한다.

⑤ 도선의 길이變化에 따른 힘을 측정(測定) 하기 위해 도선의 길이를 자로 측정(測定) 하여 기록한 후 도선 각각의 길이에 대한 힘을 측정(測定) 하고 데이타를 기록한다. 이 힘의 크기와 방향은 다음의 4 개의 변수, 즉, 전류의 크기(I), 자기장 내의 도선의 길이(L), 자기장의 세기(B), 그리고 자기장과 도선이 이루는 각(θ)에 의하여 결정된다된다.

③ 리드선으로 도선지지대 단자에 전원장치를 연결한다.
. 로렌츠 법칙에 의해 F 〓 qv×B 이고, 시간 t(〓L/v) 동안 도선의 단면을 통과한 전하량 q 〓 It 〓 IL/v 이므로 F 〓 (IL/v)v×B 이고, 다음과 같이 쓸 수 있따
F 〓 IL×B
F의 크기만을 표시하면,
F 〓 ILBSinθ
로 나타낼 수 있따
※ 로렌츠 힘
.입자의 전하를 e, 자속밀도를 B, 속도를 v, 광속을 c라 하면, 이 힘은 e［v×B］/c가 된다된다.

⑥ 전류도선의 각도變化에 따른 힘을 측정(測定) 하기 위해 도선지지대에 원형 요크를 꼽는다.

④ 전류의 變化에 따른 힘의 變化를 측정(測定) 하기 위해 전류를 0.5A, 1A, 1.5A .... 5A 로 서서히 증가시켜 가며 힘을 측정(測定) 하고 데이타를 기록한 후.(힘은 dyne 단위로 기록) 전류의 變化에 따른 자기력(Fm)의 變化 그래프를 그린다.

⑦ 코일

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설명

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실험과제/물리
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다. 전류도선을 자석의 간극 틈에 넣되 닿지 않도록 높이를 잘 조절하여 넣고 영점버튼(Tare button)을 누른다.

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