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암페어 측정 결과레포트

2-5 암페어측정(결과레포트)5.실험결과1.직선도선 주위의 자기장측정X(m)0.010.020.030.040.05B(T)0.40.30.20.20.2이론값0.03140.01570.01050.007850.00628(x 축의 부호가 음수인 이유는 회전센서를 반대방향으로 돌려서 측정했기 때문이다. 값의 크기는 양수일때와 같다.)2-1.원형도선 주위의 자기장측정(r=4cm)X(m)0.010.020.030.040.050.06B(T)0.20.30.40.50.70.82-1.원형도선 주위의 자기장측정(r=3cm)X(m)0.010.020.030.040.050.06B(T)0.10.20.30.40.71.03.솔레노이드 중심축에서의 자기장측정반경(cm)길이(cm)감은 수2.25102900측정측정값(중앙)측정값(코일끝)10166.결과분석이번 실험은 직선, 원형도선, 솔레노이드 같은 여러 모양의 도선에 전류를 흘러 보낼 때 생기는 자기장의 세기를 알아보고 그래프의 개형을 분석하는 실험이었다. 실험 결과를 통해 암페어의 법칙과 비오-사바르의 법칙이 실제로 성립하는가를 알아보았으며 이 방법으로는 이론값과 측정값을 구하여 오차를 구하고 비교하였다.이론적으로 계산하였을 때와 마찬가지로 자기장은 직선도선과 원형도선으로부터 멀어질수록 자기장의 세기가 감소하는 형태를 보였다. 솔레노이드 도선의 경우에는 자기장의 세기가 log 그래프처럼 중심으로 다가갈수록 자기장의 세기가 커지고 중심에 들어간 후부터는 그 크기가 일정한 모습을 보였다. 그래프를 보면 암페어의 법칙과 비오-사바르 법칙에 근거한 식의 형태를 따르고 있다. 비교적 큰 오차를 보였는데, 그 이유는 실험값들이 매우 작아서 작은 변수에 의해서도 크게 값이 변화하였고, 자기장 센서의 위치에 의한 오차, 솔레노이드의 길이의 유한함 등이 있다.7.토의 및 건의사항오차가 꽤 큰 실험이었는데, 각 실험마다 오차의 원인을 생각해 보겠다. 첫 번째 실험에서는 자기장 센서를 이동하는 데 있어 그리 부드럽게 움직이지 않았다. 톱니가 매끄럽게 움직이지 않기도 했고 정확히 고정되어 있는 상태가 아니었기에 위아래 방향으로도 움직이며 오차를 유발하였다.두 번째 실험에서 역시 자기장 센서를 움직이면서 의도하지 않은 방향의 움직임이 있었고 그에 따라 오차를 유발한 것으로 보인다. 또한 원형의 중앙에 정확하게 자기장 센서가 있어야 하는데, 정확한 좌표를 만드는 것이 실험적으로 쉽지 않으므로 이러한 결과를 유발한 것으로 보인다.세 번째 실험에서는 먼저 자기장 센서가 고르지 못한 점을 오차의 원인으로 고를 수 있다. 또한 솔레노이드가 무한길이가 아니므로 자기장이 일정하지 않을 수 있다.또한 전체적으로는 투자율이 주어진 상수로 계산했으나, 이 상수와 실험에서 작용하던 상수와는 약간의 오차가 있을 수 있으므로 이에 의한 오차가 생길 수 있다.질문1. 코일의 중앙에서 자기장센서를 반경 방향으로 급격히 움직일 때 자기장의 변화는 어떠한가?=> 자기장의 세기가 작게 측정된다. 특히 중앙에서보다 끝쪽으로 갈수록 세기의 변화가 크게 측정된다. 즉 세기의 증가율이 줄어든다.질문 2. 코일의 중심선 상에서 한쪽 끝에서의 자기장은 중앙에서의 자기장 값과 약 얼마나 차이가 나는가? 이론적 공식으로 유도해보라.=> 코일 중앙에서의 자기장 값 =0.030452T 이고 코일 끝에서의 자기장 값은 =0.016081T 이므로 그 차이는 0.014371T이다.질문 3. 자기장의 축방향 성분과 반경방향 성분을 비교함으로써 솔레노이드 내부의 자기장 선분의 흐름과 방향에 대해 어떤 결론을 내릴 수 있는가?반경방향으로 이동시키며 측정하였을 때는 자기장의 변화가 작게 측정되고, 축방향으로 이동시키며 측정하였을 때에는 자기장의 변화가 크게 측정된다. 또한 내부에 암페어 법칙을 적용하였을 때 자기장의 방향은 축방향과 평행하고 반경방향과는 수직임을 알 수 있다.질문 4.측정된 자기장 값의 이론값에 대한 오차가 존재한다면 어떠한 요인에 의해 발생하는 것일까?그 이유는 솔레노이드의 길이가 무한하지 않고 유한하기 때문이었다. 길이가 무한하지 않기 때문에 중심축으로 갈수록 내부 자기장이 일정해지는 모습을 보여야 하는데, 실험에서는 그렇지 않다. 또한 자기장센서를 움직일 때 실험자의 측정오차가 생길 수 있다.

공학/기술| 2018.03.24| 6페이지| 1,000원| 조회(142)

결과보고서, 암페어, 자기장측정, 암페어측정

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