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아주대학교 현대물리학 실험 EM-3. Magnetic field outside a straight conductor 결과 보고서2025.01.171. 직사각형 도선 외부의 자기장 실험 결과에 따르면 직사각형 도선 외부의 자기장은 내부의 자기장보다 비교적 약하게 나타나며, 도선 내부의 자기장은 도선에 가까울수록 크고 중앙으로 갈수록 작아지는 모양을 보인다. 2. 전류 방향에 따른 자기장 분포 전류 방향이 같을 때는 도선 중앙에서 자기장이 0이 되고 내부에서는 외부보다 작은 값을 가진다. 반대 방향으로 전류가 흐르면 도선 내부에서 중첩으로 인해 외부보다 비교적 큰 값을 가지게 된다. 1. 직사각형 도선 외부의 자기장 직사각형 도선 외부의 자기장은 전류의 방향과 크기, 도선의 형...2025.01.17
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솔레노이드와 토로이드2025.04.251. 솔레노이드의 자기장 솔레노이드란 촘촘히 감긴 코일 도선에 흐르는 전류가 만드는 자기장을 말한다. 솔레노이드의 자기장은 솔레노이드를 이루는 각각의 고리가 만드는 자기장의 벡터합이다. 솔레노이드 내부의 자기장은 균일하며 솔레노이드의 축과 평행하다. 실제 솔레노이드에서는 그 길이가 지름보다 매우 크다면 솔레노이드의 양 끝에 가깝지 않은 점에서는 자기장을 무시할 수 있다. 이상적인 솔레노이드 내부 자기장은 Ampere의 법칙을 이용하여 구할 수 있다. 2. 토로이드의 자기장 토로이드는 솔레노이드를 구부려 양 끝을 붙인 속이 비어 있는...2025.04.25
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일상 생활에서 자기력을 이용하여 만들어진 제품이나 기계2025.05.071. 자기 고리(Magnetic Loop) 자기 고리는 강력한 자석이 달린 작은 고리 형태의 제품으로, 금속 물체와 결합되어 열쇠, 도구, 식탁보 등을 걸거나 고정하는 데 사용됩니다. 자기 고리의 원리는 자석이 발산하는 자기력이 금속 물체와 상호작용하여 물체를 견고하게 고정할 수 있는 것입니다. 이러한 자기력을 이용한 고정 방식은 접착제나 나사와 같은 다른 고정 방식에 비해 간편하고 손상 없이 쉽게 제거할 수 있는 장점이 있습니다. 2. 자기 부상 열차(Maglev Train) 자기 부상 열차는 전자기력을 이용하여 기차와 궤도 사이...2025.05.07
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전류고리에 의한 자기장에 대해서2025.04.251. 전류고리와 자기쌍극자 전류고리가 외부 자기장에 놓여있으면 자기쌍극자 모멘트 벡터와 자기장 벡터의 곱에 의한 힘이 작용한다. 자기쌍극자 모멘트의 방향은 S극에서 N극으로 향하며, 크기는 도선이 감긴 횟수(N)와 단면적(A)에 비례한다. 전류의 세기(i)도 자기쌍극자 모멘트의 크기와 방향에 영향을 준다. 2. 전류고리가 만드는 자기장 하나의 원형 고리가 고리의 수직 중심축 위의 한 점에 만드는 자기장은 B(z) = (μ0 iR^2) / (2(R^2 + z^2)^(3/2))로 나타낼 수 있다. 이때 자기장의 방향은 자기 쌍극자 모멘...2025.04.25
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암페어의 법칙과 적용2025.04.251. 암페어의 법칙 암페어의 법칙은 전류분포가 대칭성을 가지고 있다면 쉽게 자기장을 구할 수 있는 법칙이다. 이 법칙은 Biot-Savart의 법칙으로부터 유도할 수 있으며, 전류의 단위인 암페어가 이 법칙의 발견자인 Andre-Marie Ampere의 이름을 따서 정해졌다. 암페어의 법칙은 자기장과 전류의 관계를 나타내는 적분 방정식으로 표현된다. 2. 전류가 흐르는 도선 외부의 자기장과 Biot-Savart법칙의 적용 전류가 흐르는 긴 직선 도선의 외부에서는 도선으로부터 수직거리가 같은 모든 점에서 자기장의 크기가 같다. 이때 ...2025.04.25
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[A+ 실험보고서] 전자기학실험-등전위선2025.01.171. 전자기학 실험 이번 실험을 통해 우리는 여러 가지 형태의 전극에 대해 등전위선을 그려보고, 전기장과 등전위선의 개념을 이해해 보았습니다. 정사각형 전극과 반원형 전극 두 가지를 사용하여 총 두 번의 실험을 진행하였는데, 만족스러운 결과가 나온 두 번째 실험과 달리 첫 번째 실험에선 등전위선이 살짝 왼쪽으로 치우친 결과를 얻을 수 있었습니다. 이에 대한 원인과 해결방안을 고안해 보았습니다. 2. 등전위선 전위차를 가진 두 전극 사이에는 항상 전기장이 존재하며, 같은 전위를 갖는 점들을 연결하면 3차원에서는 등전위면을, 2차원에서...2025.01.17
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전류고리와 자기쌍극자2025.04.251. 전류고리와 자기쌍극자 전류고리와 자기쌍극자에 대해 설명하고 있습니다. 전류고리가 만드는 자기장과 전류고리에 흐르는 자기장에 관한 식을 증명하고 있습니다. 2. 전류고리가 만드는 자기장 전류고리가 만드는 자기장을 Biot-Savart 법칙을 이용하여 설명하고 있습니다. 전류고리의 반지름과 중심으로부터의 거리에 따른 자기장의 크기와 방향을 수식으로 나타내고 있습니다. 3. 전류고리에 흐르는 자기장에 관한 식 증명 전류고리에 흐르는 자기장에 관한 식을 Biot-Savart 법칙을 이용하여 증명하고 있습니다. 전류 요소와 거리 사이의...2025.04.25
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[일반물리학실험]자기장2025.01.121. 자기장 이 실험에서는 자기장의 방향과 크기를 이해하고, 전류가 흐르는 도선 주변의 자기장을 구하고 설명하는 것이 목적입니다. 실험 이론 및 원리에 따르면, 자기장은 움직이는 전하에 의해 발생하며 자기력선으로 표현할 수 있습니다. 자기력선의 간격은 자기장의 크기를 나타내며, 암페어 법칙에 따라 폐곡선을 지나는 자기장은 그 폐곡선으로 둘러싸인 공간 안의 알짜전류에 비례합니다. 실험에서는 컴퓨터 시뮬레이션, 자기장 센서, 회전운동 센서 등을 사용하여 전류에 의한 자기장과 자석에 의한 자기장의 변화를 관찰하고 분석합니다. 1. 자기장...2025.01.12
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유도기와 유도용량 그리고 자체유도 정리2025.04.251. 유도기와 유도용량 유도기는 주어진 영역에서 자기장을 만들어내는 데 사용되는 장치입니다. 유도기에 전류가 흐르면 유도기의 단면을 통과하는 자기 다발이 생깁니다. 유도용량은 단위 전류가 흐를 때 생기는 전체 자기 다발을 나타내는 값으로, 도선을 감은 수, 자기 다발 등의 요소에 의해 결정됩니다. 유도용량의 단위는 헨리(H)이며, 이는 Joseph Henry의 이름을 따른 것입니다. 2. 솔레노이드의 유도용량 자기장의 세기가 B이고 단면적이 A인 긴 솔레노이드의 경우, 중심 부근의 길이 l에 작용하는 자기 다발 PHI_B와 유도용량...2025.04.25
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[일반물리학실험] 전류에 의한 자기강2025.04.301. 전류에 의한 자기장 실험 목적은 교류 전류가 흐르는 도선에서 발생하는 자기장을 탐지 코일에 유도되는 기전력을 측정하여 구하는 것입니다. 이를 통해 직선 도선, 원형 도선 주변 및 솔레노이드 내부의 자기장 세기 분포를 구하고 Faraday 유도 법칙과 Biot-Savart 법칙에 대해 배웁니다. 실험 결과를 통해 자기장과 전류, 거리의 관계를 알 수 있었고 자기장과 이론적인 자기장의 차이점을 발견하게 되었습니다. 1. 전류에 의한 자기장 전류에 의한 자기장은 전자기학의 핵심 개념 중 하나입니다. 전류가 흐르는 도체 주변에 생성되...2025.04.30
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