소개글
"아주대 전자기 유도"에 대한 내용입니다.
목차
1. 전자기 유도와 렌츠의 법칙
1.1. 전자기 유도 실험
1.1.1. 상호 인덕턴스 코일 특성
1.1.2. 철심이 있는 이중 솔레노이드의 전압비와 권선비
1.1.3. 변압기의 전압비와 권선비
1.1.4. 유도기전력의 방향
1.2. 결과 분석
1.2.1. 주파수에 따른 상호 인덕턴스 변화
1.2.2. 철심 유무에 따른 전압비와 권선비 차이
1.2.3. 변압기에서의 누설 자기선속
1.2.4. 렌츠의 법칙 확인
2. 참고 문헌
본문내용
1. 전자기 유도와 렌츠의 법칙
1.1. 전자기 유도 실험
1.1.1. 상호 인덕턴스 코일 특성
상호 인덕턴스 코일의 특성은 다음과 같다.
두 개의 코일 사이에 발생하는 자기 유도 현상을 통해 상호 인덕턴스를 측정할 수 있다. 상호 인덕턴스는 하나의 코일에 변화하는 전류가 흐를 때 그 변화에 의해 다른 코일에 유도되는 기전력의 크기를 나타낸다. 즉, 한 코일의 전류 변화가 다른 코일에 어느 정도 영향을 미치는지를 나타내는 값이다.
실험에서는 권선수가 각각 다른 두 개의 코일을 사용하였다. 235회 감긴 1차 코일을 2,920회 감긴 2차 코일 안에 넣고, 1차 코일에 전압을 가해 전압과 전류를 측정하였다. 이를 통해 상호 인덕턴스 값을 계산할 수 있다.
실험 결과, 주파수 60Hz에서의 상호 인덕턴스는 0.761H, 주파수 120Hz에서의 상호 인덕턴스는 0.801H로 나타났다. 이론적으로는 주파수에 따라 상호 인덕턴스 값이 달라져야 하지만, 실험 결과에서는 오차가 있었다. 이는 주변 환경의 전자기기 영향, 전압 측정 과정의 오차, 코일 배치의 정확성 등 다양한 요인으로 인한 것으로 보인다.
하지만 이론값과 실험값의 비율이 각각 0.761, 0.801로 오차 범위 내에서 1에 근접하므로, 실험 결과는 Faraday의 전자기 유도 법칙과 상호 인덕턴스 공식의 타당성을 뒷받침한다고 할 수 있다.
1.1.2. 철심이 있는 이중 솔레노이드의 전압비와 권선비
철심이 있는 이중 솔레노이드의 전압비와 권선비는 다음과 같다.
강자성체인 철심을 사용하면 자기장이 크게 증가하여 자기선속도 강해진다. 따라서 1차 코일과 2차 코일 사이의 자기선속이 거의 누설되지 않고 대부분 철심 내부에 구속된다. 이로 인해 1차 코일의 전압과 2차 코일의 전압은 Faraday의 법칙에 따라 코일의 권선수에 정비례하게 된다. 즉, 1차 코일과 2차 코일의 코일 1회당 자기선속은 거의 같다고 볼 수 있다.
실험 결과, 주파수가 60Hz일 때 전압비/권선비는 0.796, 주파수가 120Hz일 때는 0.954로 나타났다. 이는 이론값인 1과 약간의 차이가 있는...
참고 자료
http://phylab.yonsei.ac.kr/exp_ref/206_Induction_KOR.pdf
제12판 물리학실험, 아주대학교 출판부,2018, p. 169~ p. 179
제 12판 물리학실험 , 아주대학교출판부 ,169p~179p
대학물리학 9판, aymond A. Serway , John W. Jewett 북스힐 ,91p~792p
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