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일반물리실험2 기초자기장 - 전자기 유도 실험 결과보고서2025.01.171. 자기장 내 하전입자의 운동 자기장 내에 수직하게 입사한 하전입자는 원궤도 운동을 한다. 전류와 자기장의 세기에 따라 원궤도의 반경이 변화하는 것을 관찰하였다. 2. 전류에 의한 자기장 발생 전류가 흐르는 도선 주변에 자기장이 발생하며, 나침반을 이용하여 자기장의 방향을 확인할 수 있다. 전류의 방향에 따라 자기장의 방향이 달라짐을 관찰하였다. 3. 전자기 유도 현상 자기장의 변화에 따라 도선에 유도전류가 발생한다. 자석의 움직임 속도, 자석의 개수, 코일과 자석의 상대적 위치 등이 유도전류의 크기에 영향을 미치는 것을 확인하였...2025.01.17
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자기장에 저장된 에너지와 에너지 밀도2025.11.121. 자기장에 저장된 에너지 유도기에 저장된 자기에너지는 회로의 미분방정식을 통해 유도될 수 있습니다. 기전력, 저항, 유도기로 이루어진 회로에서 고리 규칙을 적용하고 양변에 전류를 곱한 후 적분하면, 자기퍼텐셜 에너지 공식 U_B = (1/2)Li²을 얻을 수 있습니다. 여기서 U_B는 전류 i가 흐르는 유도기 L에 저장된 에너지를 의미하며, 이는 전류의 제곱에 비례합니다. 2. 자기장의 에너지 밀도 솔레노이드 내부의 자기장에 저장된 단위 부피당 에너지를 에너지 밀도라 합니다. 단면적 A, 길이 l인 솔레노이드에서 에너지 밀도는 ...2025.11.12
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전류계 만들기: 지구자기장 상쇄 원리2025.11.151. 스프링의 복원력 바늘이 지구자기장에 의해 0 위치에서 벗어날 때 스프링이 작용합니다. 바늘이 0보다 작은 위치에 있으면 스프링이 풀려서 복원력에 의해 0으로 돌아가고, 0보다 크면 스프링이 조여져서 복원력에 의해 0으로 돌아갑니다. 이러한 스프링의 복원력은 지구자기장의 영향을 상쇄하는 역할을 합니다. 2. 전류계의 작동 원리 전류계는 나선형 스프링을 이용하여 지구자기장을 상쇄합니다. 스프링의 복원력이 지구자기장의 영향을 중화시켜 바늘이 정확한 0 위치를 유지하도록 합니다. 이를 통해 전류 측정 시 지구자기장으로 인한 오차를 제...2025.11.15
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솔레노이드와 토로이드 내부의 자기장2025.11.111. 솔레노이드 자기장 솔레노이드는 촘촘히 감긴 코일 도선에 흐르는 전류가 만드는 자기장 장치입니다. 이상적인 솔레노이드 내부의 자기장은 균일하며 축과 평행합니다. Ampere의 법칙을 이용하여 자기장의 크기를 구할 수 있으며, 공식은 B = μ₀in입니다. 여기서 μ₀는 투자율(4π×10⁻⁷ H/m), i는 전류, n은 단위 깊이당 감는 횟수입니다. 2. 토로이드 자기장 토로이드는 솔레노이드를 구부려 양 끝을 붙인 팔찌 모양의 도선입니다. 토로이드 내부의 자기장은 Ampere의 법칙과 대칭성으로부터 구할 수 있습니다. 자기장의 공...2025.11.11
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전류고리가 만드는 자기장과 Biot-Savart법칙의 적용2025.04.251. 전류고리와 자기쌍극자 전류고리가 외부 자기장 안에 놓여있을 때 자기쌍극자 모멘트 벡터와 자기장 벡터의 곱에 의한 힘이 작용합니다. 자기 쌍극자모멘트의 벡터 방향은 S극 → N극이며, 자기쌍극자모멘트의 크기는 도선을 감은 횟수와 전류의 세기 그리고 단면적을 곱한 값으로 표현됩니다. 2. 전류고리에 의한 자기장 전류고리는 자기쌍극자로 볼 수 있으며, 자기장 벡터의 흐름이 일방적(비대칭성)입니다. Ampere의 법칙을 적용할 수 없고 Biot-Savart 법칙을 적용해야 합니다. 하나의 원형 고리가 수직 중심축 위의 한 점에 만드는...2025.04.25
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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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할리데이 일반물리학2 28장 자기장 문제 풀이2025.11.161. 도선의 자기장과 렌츠 법칙 전류가 흐르는 도선 주변에 자기장이 발생하며, 렌츠 법칙에 의해 유도된 자기장의 방향은 종이를 뚫고 나가는 방향으로 형성된다. 이에 따라 도선은 왼쪽으로 이동하게 된다. 자기력의 크기는 F=ioLB 공식으로 계산되며, 일정한 전류를 유지하기 위해서는 일정한 기전력이 필요하다. 2. 반원형 도선의 토크와 자기장 반원형 도선이 자기장 내에서 회전할 때 작용하는 토크는 반원의 무게중심에서 계산된다. 자기장의 크기와 방향, 전류의 크기에 따라 토크의 크기가 결정되며, 이는 회전 운동을 야기한다. 3. 직선 ...2025.11.16
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솔레노이드에서의 자기장 결과보고서2025.01.031. 솔레노이드에서의 자기장 실험을 통해 솔레노이드에서 전류와 자기장 사이의 관계, 단위 길이당 도선이 감긴 수와 자기장 사이의 관계를 알아보았습니다. 또한 솔레노이드의 안팎에서의 자기장 변화와 투과 상수를 구하는 실험을 진행하였습니다. 실험 결과, 솔레노이드의 내부에서의 자기장은 일정하게 나타나며 솔레노이드의 반지름과는 상관없이 자기장은 전류와 단위 길이당 도선을 감은 수와 비례하고 솔레노이드의 길이와 반비례의 관계를 갖는다는 것을 확인할 수 있었습니다. 이러한 솔레노이드는 전기에너지를 자기에너지로 변화하는 에너지 변환장치로 활용...2025.01.03
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균일한 외부 자기장 내 전류고리를 통한 자기유도2025.04.251. 외부 자기장 내 전류 고리의 접근 외부 자기장 내 전류고리가 접근하거나 멀어질 때, 자기력은 외부에서 작용하는 힘이 양의 일을 하게 함으로써 상대 운동을 방해한다. 유도된 전류가 흐를 때 물질의 전기저항으로 인해 생성되는 열에너지는 전류고리를 이루는 물질의 온도를 높인다. 외력이 닫힌 전류고리와 자석으로 이루어진 계에 역학적 에너지를 열에너지로 바꾸어 전달한다. 2. 유도 기전력 전류고리를 오른쪽으로 당길수록 자기장 속에 남아 있는 전류고리의 면적이 감소하면서 자기 다발의 수가 감소한다. 이에 따라 Faraday의 법칙에 따라...2025.04.25
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중앙대 일반물리실험 기초자기장&기초전자기유도실험 결과보고서2025.05.051. 자기장 내 하전입자의 운동 자기장 내에 수직하게 입사한 하전입자는 원궤도 운동을 한다. 자기장 내의 운동하는 하전입자는 속도와 자기장의 방향에 수직인 방향으로 힘을 받으며, 이 힘은 구심력과 같아 하전입자는 등속원운동을 하게 된다. 2. 자기장 강도와 원궤도 반경의 관계 전류를 증가시켜 자기장을 크게 하면 원궤도의 반경이 감소하고, 전압을 증가시켜 전자의 속력을 크게 하면 원궤도의 반경이 증가한다. 3. 전류 도선 주변의 자기장 방향 실험 결과, 도선 위의 나침반은 시계 방향으로, 도선 아래의 나침반은 반시계 방향으로 편향되었...2025.05.05
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