
코일의 자기장 측정 (Magnetic Fields of Coils)
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[A+] 코일의 자기장의 측정 (Magnetic Fields of Coils, 결과보고서)
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2023.02.22
문서 내 토픽
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1. Single CoilSingle Coil에서 얻은 데이터를 이론적인 수식과 비교해 보았다. Biot-Savart 법칙을 적용하여 유도한 코일의 중심축에 대한 자기장은 변위 x에 따라 수식(1)과 같이 주어진다. 실험 데이터와 이론적인 분포를 비교한 결과, 전반적으로 약간의 차이가 존재하였는데, 이는 레일의 방향이 중심축 방향과 정확히 일치하지 않기 때문으로 파악된다.
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2. Helmholtz Coil & Two CoilsHelmholtz Coil을 통해 얻은 중심축 방향의 자기장 분포를 살펴보면, 실험 데이터가 전체적으로 이론적인 분포와 일치함을 확인할 수 있다. 자기장은 x=0에서 최댓값을 가지며, 좌우 대칭적으로 x의 절대값이 커질수록 감소한다. 코일 사이 거리가 d=0.5R일 때와 1.5R일 때를 비교해 보면, d=0.5R일 때는 자기장의 그래프 개형이 x=0에서 최댓값을 가지고 좌우로 대칭적으로 감소하는 형태를 보였고, d=1.5R일 때는 두 개의 최댓값이 대칭적으로 관측되었다.
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3. SolenoidSolenoid의 자기장은 솔레노이드 내부에서 최대로 측정되었다가, Magnetic Field Sensor를 뺐을 때 0으로 감소했다. 내부에서 측정된 솔레노이드의 자기장은 약 0.003T였으며, 이론값과 상당히 유사한 값이 측정되었다는 점을 보면, 상당히 실험이 잘 이뤄졌음을 파악할 수 있다.
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4. Magnetic Field Across Single CoilSingle Coil을 레일과 나란하게 설치한 뒤, Magnetic Sensor를 레일에 따라 나란하게 움직인 결과, 레일의 방향으로 나타나는 자기장은 점차 증가했다 중심에서 0이 된 뒤, 다시 음의 방향으로 증가하는 양상을 보였다. 이는 코일이 대칭적으로 자기장을 형성하므로 중심에서 자기장이 0이 되지만, 중심에서 조금 벗어난 위치에서는 벗어난 위치 쪽에 존재하는 전류 성분이 조금 더 강한 자기장을 형성하여 자기장이 완전히 상쇄되지 않기 때문이다.
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1. Single CoilA single coil is a fundamental component in electromagnetism and electrical engineering. It consists of a wire wound into a circular or cylindrical shape, creating a magnetic field when an electric current flows through it. The magnetic field generated by a single coil is relatively simple and can be used in various applications, such as transformers, inductors, and electromagnets. The strength of the magnetic field produced by a single coil is directly proportional to the number of turns in the coil and the current flowing through it. Understanding the behavior and properties of a single coil is crucial for designing and analyzing more complex electromagnetic systems. The single coil is a building block for more advanced coil configurations, such as Helmholtz coils and solenoids, which have their own unique characteristics and applications.
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2. Helmholtz Coil & Two CoilsHelmholtz coils and two-coil systems are more advanced configurations that build upon the basic single coil design. A Helmholtz coil consists of two identical coils placed a specific distance apart, creating a more uniform magnetic field in the space between them. This configuration is often used in scientific research, such as in the study of atomic and molecular physics, as well as in the calibration of magnetic sensors and the creation of controlled magnetic environments. Two-coil systems, on the other hand, can be used to generate a magnetic field with a specific spatial distribution, which is useful in applications like magnetic resonance imaging (MRI) and particle accelerators. The design and analysis of Helmholtz coils and two-coil systems require a deeper understanding of electromagnetic principles and the ability to optimize the coil geometry and current distribution to achieve the desired magnetic field characteristics. These more complex coil configurations demonstrate the versatility and importance of electromagnetic systems in various scientific and technological domains.
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3. SolenoidA solenoid is a type of electromagnetic coil that consists of a tightly wound wire, typically in a cylindrical shape. When an electric current flows through the solenoid, it generates a strong and relatively uniform magnetic field inside the coil. Solenoids are widely used in various applications, such as relays, valves, and actuators, due to their ability to produce a powerful magnetic field with a relatively simple and compact design. The magnetic field generated by a solenoid is similar to that of a bar magnet, with a north and south pole at the ends of the coil. The strength of the magnetic field can be controlled by adjusting the number of turns in the coil, the current flowing through it, and the physical dimensions of the solenoid. Solenoids are essential components in many electromechanical systems, and their understanding is crucial for designing and optimizing a wide range of devices and technologies.
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4. Magnetic Field Across Single CoilThe magnetic field across a single coil is a fundamental concept in electromagnetism and is essential for understanding the behavior and applications of electromagnetic systems. When an electric current flows through a coil, it generates a magnetic field that is concentrated within the coil and extends outward into the surrounding space. The strength and distribution of this magnetic field depend on various factors, such as the number of turns in the coil, the current flowing through it, and the physical dimensions of the coil. Understanding the magnetic field across a single coil is crucial for designing and analyzing a wide range of devices, including transformers, motors, generators, and various sensors. By studying the magnetic field patterns and the factors that influence them, engineers and scientists can optimize the performance of these electromagnetic systems and develop new applications that leverage the unique properties of the magnetic field. The study of the magnetic field across a single coil is a fundamental building block for more advanced electromagnetic concepts and is essential for advancing our understanding and application of these important physical phenomena.
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아주대 현대물리실험 Helmholtz Coil Faraday's Law 헬름헬츠코일 페러데이법칙 결과보고서 A+1. Helmholtz Coil 실험 1에서는 헬름홀츠코일의 축 위에서 자기장을 측정하여, 위치에 따른 자기장의 세기를 측정하고, 자기장의 세기의 균일한 정도를 관찰하였다. 비오-사바르 법칙을 이용하여 헬름홀츠 코일의 자기장의 세기를 계산하였고, 두 코일사이의 거리가 코일의 반지름일 때 자기장의 변화가 가장 균일한 것을 확인하였다. 실험 데이터 분석 결과,...2025.05.15 · 자연과학
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아주대학교 중급물리학실험(현대물리학실험)결과 보고서 Helmholtz Coil, Faraday's Law1. Helmholtz Coil Helmholtz coil에 대한 실험으로 두 코일(반지름 10.5cm, N=200)의 간격(5,10, 15cm)에 따른 자기장의 균일도의 변화를 확인하는 실험을 진행했다. 데이터 분석 결과, 5cm와 10cm에서는 두 코일 사이에서 측정한 자기장의 세기가 거의 일정했으며, 15cm일 때는 최대값 18.893G, 최솟값 16...2025.05.03 · 자연과학
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아주대)현대물리학실험 Helmholtz coil 결과보고서1. Helmholtz Coil 이번 실험은 Faraday's Law을 이용하여 유도기전력을 측정하는 실험2는 진행하지 않고, helmholtz coil의 축 위에서 위치에 따른 자기장의 세기를 측정, 비교하는 실험1만을 진행하였다. 실험1은 반지름이 10.5cm이고 200번씩 감겨있는 원형 코일 2개를 축 상에서 평행하게 세우고 직렬로 연결된 코일에 각각...2025.01.29 · 자연과학
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MRI 설명 보고서/레포트 6페이지
MRI(Magnetic Resonance Imaging)MRI2003년 10월 노벨상 선정위원회는 “인체에 무해하고 정확한 방식으로 인체 장기의 영상을 얻는 발견이 의학 진단과 연구에 획기적인 전기를 마련했다”며 미국의 폴 로터버와 영국의 피터 맨스필드 박사를 노벨 생리의학상 수상자로 선정했다. 이들이 발명한 것은 바로 자기공명영상장치(MRI, Magnetic Resonance Imaging)다.MRI는 강력한 외부자장을 갖는 마그넷내에 인체의 관심 영역에 고주파(RF) 에너지를 가하여 관심있는 신체 부위의 수소원자핵을 공명시켜 해...2023.05.28· 6페이지 -
Electron Spin Resonance 7페이지
Microwave Optics1. Objective & Background1) Objective--Electron Spin Resonance는 공명(resonance) 현상을 이용하여 물질의 성질을 측정하는 중요한 측정 방법이다. 이번 실험에서는 ESR을 이해하고, ERS을 이용하여, DPPH sample의 resonance frequency ν와 resonance magnetic field B0를 측정하며 DPPH sample의 g-factor를 결정하는 것이 목적이다.2) Background① 전자스핀(Electron spin)...2013.01.05· 7페이지 -
항공기 항법장치에 대해 서술하시오 7페이지
목 차Ⅰ. 항법시스템(Navigation System)의 정의Ⅱ. 항법시스템(Navigation System)의 종류ⅰ. 전파항법시스템(Radio Navigation System)ⅱ. 자립항법시스템(Self Contained Navigation System)ⅲ. 위성항법시스템(Global Navigation Satellite System)Ⅰ. 항법시스템(Navigation System)의 정의항법이란 이동체가 어느 한 지점에서 다른 지점으로 이동하는 경우 현재 위치, 이동 거리, 방위 등 그 이동체의 진로에 대한 정보를 제공하는 기...2017.04.01· 7페이지 -
전자현미경(주사전사-SEM,주사터널링-STM,투과전자-TEM) 35페이지
전자현미경물리학과 3학년 김영호전자현미경의 개요 1.서론 2.전자현미경의 역사 3.주사전자현미경(SEM) 4.주사터널링현미경(STM) 5.투과전자현미경(TEM) 6.비교현미경의 용도연구분야 생물학: 생물, 미생물, 균류, 박테리아, 곰팡이등의 관찰, 연구 의학: 세포, 바이러스, 혈액, 피부조직 연구, 관찰, 검사 재료학: 금속, 세라믹, 신소재, 반도체 공정(포토마스크, 반도체 칩) 고고학: 화석, 광석, 출토품등의 균열 상태, 구조 관찰 환경학: 토양, 수중의 미생물, 수질 검사등 이외에도 폭넓은 분야에서 이용현미경의 종류X선 ...2012.04.19· 35페이지 -
e/m 측정 실험 (사전 보고서) 5페이지
실 험 목 적균일한 자기장 속에서 전자를 원운동을 시켜 자연계의 중요한 상수 값의 하나인 전자의 전하량과 질량의 비를 측정한다.실험 준비물[ e/m 장치 : 실험실에서 직접 촬영한 사진이다 ]1. 비전하 측정 장치 Set비전하관 장치는 전자총과 눈금자가 들어 있는 유리관(이를 비전하 관이라고 함)이 헬름홀츠 코일 속 중앙에 놓여 있고 코일, 필라멘트, K-P간에 각각 전압을 걸어 줄 수 있는 단자가 밑에 배치되어 있다. 코일에는 DC12V 단자를 통해서 12V의 직류가 걸리지만 왼쪽 밑에 있는 가변저항을 거쳐서 코일로 들어가므로 가...2008.04.04· 5페이지