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영구자석의 자기장 결과 보고서

결 과 보 고 서실험 제목영구 자석의 자기장실험 일자학번분반이름담당 조교데이터 표Model parameter A5.050자기 능률2.525*10^4결과 분석1. 여러분의 자료를 다음의 세제곱의 역수의 모형에 비교하시오.▶ 세제곱의 역수와 실험 자료를 비교해 보기 위해 위의 방법을 써서 세제곱의 역수 그래프로 fitting 한 결과 A 값은 5.050 이 나왔다. 이 A 값은 위의 쌍극자 자기장의 방정식의값과 같다는 것을 알 수 있다. 이 따라서값은 쌍극자 자기장의 그래프의기울기가 된다는 것을 알 수 있다. 이 그래프의 기울기는 5.050로 매우 작았고 자석의 거리가 자기장 센서로 부터 멀어 질 수록 자기장의 세기는 거리의 세제곱에 반비례해서 감소한다는 것을 알 수 있다. 그리고 거리가 멀어질 수록 자기장이 감소하는 비율도 점점 감소한다는 것을 그래프를 알수 있다.2. 여러분의 실험 자료와 세제곱의 역수의 모형이 얼마나 잘 맞는가? 비교해 본 결과로 여러분의 자석이 쌍극자의 자기장 형태임을 보일 수 있는가?▶ 실험 자료와 세제곱의 역수의 모형이 잘 맞나 fitting 해서 세제곱의 역수의 그래프와 비교해 본 결과 마지막의 세 점은 약간의 차이가 생겼지만 세 점을 제외하고는 거의 같은 그래프가 나왔다. 따라서 우리가 실험한 실험 자료와 세제곱의 역수의 모형은 거의 일치한다는 것을 알 수 있다. 비교해 본 결과 실험한 그래프의 함수는 자기장이 거리의 세제곱에 반비례하는 그래프이기 때문에 쌍극자의 자기장 형태임을 알 수 있다.3. 컴퓨터는 매개 변수 A를 조절해서 방정식의 곡선이 여러분의 자료에 가능한 한 가깝게 가도록 한다. 매개 변수 A 와 자기 쌍극자의 자기장의 표현식에 관련지어 보면라는 것을 알 수 있다.의 항은 자기장 mT 보다는 T의 단위로 측정이 되기 때문이다. 만약 여러분의 실험 자료와 세제곱 모형이 잘 맞는다면, 여러분의 자석의 자기 능률을 결정하기 위해서 여러분의 A값 을 사용하시오.▶ 자기 능률를 구하기 위해서식을 변형시키면를 해서의 값은Tm/A 이고 A 값은 5.050 이기 때문에 대입해서 풀면의 값은 2.525*10^4 가 나오게 된다. 따라서 우리가 실험한 자석의 자기 능률이 2.525*10^4가 된다는 것을 알 수 있다.고찰고찰의 내용에 다음의 내용을 포함하여 기술하시오.이 번 실험은 거리에 따라 달라지는 쌍극자의 자기장의 크기를 비교해보는 실험이었다. 위의 실험결과 쌍극자의 자기장은 거리에 세제곱에 반비례한다는 것을 알았다. 실험을 하니 거리에 증가 함에 따라 자기장이 감소하는 그래프가 나왔다. 위의 실험 결과로 나온 그래프와의 그래프를 fitting 시켜서 비교해보면 거의 비슷한 결과가 나왔다는 것을 알 수 있다. 하지만 처음에는 거의 똑같은 그래프가 나왔지만 거리를 증가 시킬수록 점점 세제곱의 역수의 모형과 적합하지 않았다. 특히 마지막 세 점은 세제곱의 역수의 모형과 아예 적합하지 않았다. 이러한 결과가 나온 이유는 자석의 거리를 일정하게 증가하면서 측정하지 않아서 이러한 결과가 나온 것 같다.또 일반적으로 알려진 자기장이나 중력 등이 거리의 제곱에 비례하는데 이번실험은 거리의 세제곱에 비례하는 이유를 조사해보았는데, 제 수준에서 이해하기 너무 어려웠습니다. 자기장에 관련해서 자료를 찾기가 미흡해서 중력과 비교하여 유추해보았습니다.

자연과학| 2012.11.09| 3페이지| 1,000원| 조회(1,217)

자기장, 영구자석, 일반물리학실험, 물리학 실험, 결과, 영구자석의 자기장

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솔레노이드 안의 자기장 결과 평가A+최고예요

결과 보 고 서실험 제목솔레노이드 안의 자기장실험 일시학 번분 반이 름담당 조교데이터 표과정1.솔레노이드에 가하는 전류 I(A)자기장 B(mT)0.50.0637mT1.00.1228mT1.50.1750mT2.00.2287mT솔레노이드의 길이(m)0.5m도선이 감긴수51회미터 당 도선이 감긴수(m-1)51/0.5=102회과정2.솔레노이드의 길이(m)도선이 감긴수n(m-1)자기장 B(mT)0.1m20/0.1=200회0.06076mT0.15m20/0.15=133.3회0.03203mT0.2m20/0.20=100회0.01722mT0.2520/0.25=80회0.00786mTSlinky의 도선이 감긴 수20회결과분석1. 솔레노이드의 자기장과 전류의 그래프를 그려라.솔레노이드에 가하는 전류 I(A)자기장 B(mT)0.0A0.0000mT0.5A0.0495mT1.0A0.1136mT1.5A0.1732mT2.0A0.2455mT2. 자기장과 솔레노이드에 흐르는 전류와 어떠한 관계성을 지니는가?3. 상수와 단위를 주의하면서 y절편을 포함한 가장 잘 들어맞는 선형방정식을 구하여라.4. 두 번째 실험에서 각각의 측정에 대해 미터당 도선이 감긴 수(n)를 계산하고 그것을데이터 표에 기록하여라.5. 자기장(B)과 솔레노이드의 미터 당 도선이 감긴 수(n)의 그래프를 작성하여라.미터 당 도선이 감긴 수(n)자기장 B(mT)200회0.06076mT133.3회0.03203mT100회0.01722mT80회0.00786mT6. 자기장과 솔레노이드에서 미터 당 도선이 감긴 수와는 어떠한 관계를 가지는가?7. 상수와 단위를 주의하면서 그래프에 가장 잘 들어맞는 선형방정식을 구하여라.8. 암페어의 법칙으로부터 긴 솔레노이드 안쪽의 자기장(B)이 다음과 같이 나타낼 수 있으 며 여기에서 u0는 투과 상수이다. 여러분의 결과 값이 이 방정식과 일치하는가?설명하여라. B=nIuo9. 위의 식을 실험한 솔레노이드에 적용하여 B와 n의 그래프를 이용하여 투과 상수를구하여라.전류 I(A)미터 당 도선이 감긴 수(n)자기장 B(mT)투과상수(u0)2.0A200회0.06076mT0.00015192.0A133.3회0.03203mT0.00012042.0A100회0.01722mT0.00008612.0A80회0.00786mT0.0000491< u0=B/nI입니다.>10. 투과 상수를 조사하고 여러분이 실험한 값과 비교해 보아라.11. 여러분이 사용한 Slinky이 동서, 북남 또는 어떤 축에 있는가? 또한 이것이 여러분의 실험값에 어떠한 영향을 주는가?< 전류는 (+)극에서 (-)극으로 흐릅니다. 다른 말로 하면 N극에서 S극으로 전류가 흘러 들어가는데, 북쪽이 N극, 남쪽이 S극 이므로 우리는 지구 자기장과 수평으로 이루어져 있어서 실험 값(자기장 값)에는 그렇게 크게 작용하지 않습니다. 만약, 동서쪽으로 놓여 져 있었다면 지구 자기장과 수직으로 놓여져 있기 때문에 북남쪽 보다는 동서쪽의 실험값에 많이 영향을 받았을 것입니다.>고찰첫 번째 실험 솔레노이드 안에서 전류와 자기장의 관계를 알아보는 실험 이였다.0.5A0.0495mT1.0A0.1136mT1.5A0.1732mT2.0A0.2455mT표에서 볼 수 있듯이 전류의 값과 자기장의 값은 0.5A당 0.0641 0.0596 0.0723 폭의 증가량으로부터, 결과에서 원하는 그래프는 y=x와 근사한 지수식 0.1136X전류1.198를 보여주었지만, 자기장의 증가량이 0.06을 기준으로 약간의 오차만을 보여줌으로써 사실상 B=nIuo 와 같이 I와 B는 정비례 관계라는 것을 알 수 있다.이로부터 B= 102(m당 감은수) * 0.5x(전류의 증가량) * uo(투과상수) 라는 식을 세울 수 있다. 또 여기에 실험값(B와 I)을 대입 해봄으로 써 투과 상수를 구할 수 있다. 하지만 측정값이 오직 4개이기에 정확한 식을 유도하기에는 측정 자료가 부족하여 0.1136X전류1.198와 B=nIuo의 차이를 볼 수 있고 , 이를 줄이기 위해서는 흔들림, 실험실수 등을 고려하였을 때 더 많은 횟수의 측정자료가 필요하다.

자연과학| 2012.10.23| 4페이지| 1,000원| 조회(3,339)

일반물리학실험, 솔레노이드, 결과, 솔레노이드 안의 자기장

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솔레노이드 안의 자기장 예비

예비 보 고 서실험 제목솔레노이드 안의 자기장실험 일시학 번분 반이 름담당 조교실험 목표● 솔레노이드의 전류와 자기장사이의 관계를 알아보아라.● 솔레노이드에서 미터 당 도선이 감긴 수와 자기장과의 관계를 알아보아라.● 솔레노이드의 안과 밖에서 자기장이 어떻게 변화하는지 알아보아라.● 투자상수(permeability constant : u0)를 구하여라.용어 정리솔레노이드솔레노이드의 그 뜻은 원통형으로 감은 전기 코일(Electrical coil)을 의미한다.코일을 원형으로 감고 전류를 흘리면 원의 내측에 자기장이 생기는데 여기에 자성 물질(철 등)을 접근시키면 원의 중심부로 순간 이동하게 된다. 즉 코일에 전기 에너지를 인가함으로서 기계 에너지 즉 왕복 운동에너지로 변환시키는 장치 즉, 코일과 자성물질(쇠막대)를 합쳐서 솔레노이드라고 한다.투과상수(permeability constant)Darcy 법칙으로 투수속도를 계산할 때 적용되는 비례상수로 투수계수와 같음.투수계수 [ coefficient of water permeability ]달시의 법칙(Darcy′ law)(u=ki)에 있어서의 비례 정수 k를 투수계수라 한다. 여기서 투수계수는 다공질(多孔質) 재료의 침투성 또는 침수성의 정도로 정해지는 고유 값으로, 흙의 경우는 입자 지름이나 간극비의 대소, 포화도, 침투수에 대한 저항력 등에 의존한다. 예를 들면 지반의 투수계수는 지반의 불균일성에 따라 크게 다르므로, 투수계수를 구하려면 깊은 우물에 의한 수위관측 등 현장 시험을 수행하는 것이 적절하다고 생각되지만 규모가 커진다. 그래서 실내에서 간단하게 구하는 방법으로서 정수위(定水位) 투수 시험이나 변(變)수위 투수시험, 압밀(壓密)시험이 있다.

자연과학| 2012.10.19| 2페이지| 1,000원| 조회(224)

자기장, 솔레노이드, 투수계수, 솔레노이드 용어정리, 투과상수

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코일 속의 자기장 결과

결 과 보 고 서실험 제목코일 속의 자기장실험 일시학 번분 반이 름담당 조교실험1실험2코일 전류(A)자기장(mT)3.00.31882.50.30372.00.23311.50.17631.00.12240.50.06356실험 1 전류와 자기장의 관계감은 수자기장(mT)감은 수자기장(mT)100.236050.130190.212640.103380.205530.0746370.184120.0274260.170210.01198실험 2 코일의 감은 수와 자기장의 관계3)코일에 흐르는 전류와 자기장을 그래프 용지에 그래프로 나타내라.4)코일에 흐르는 전류와 코일중심에서의 자기장과 관계를 설명하여라.-전류의세기가 커지면 커질수록 자기장의 세기도 커진다.5)데이터에 가장 잘 맞는 방정식을 세워라. 그리고 그 방정식에서 상수가 무엇을 의미하는지 설명하여라. 또한 상수의 단위는 무엇인가?-코일속의 전류와 그리고 전선에 흐르는 전류 사이에 관한 방정식은B=K n IB는 자기장의 세기 / K는 비례 상수 / n은 코일의 길이 당 감은 수 (즉 1m 에 전선을 얼마나 둥글게 감은 횟수를 나타내는 수, 1m에 100번 감으면 n은 100) /I는 그 전선에 흐르는 전류를 말하며 단위는 암페어 AB = C * I, C = constant = K n (실험에서 코일의 감긴 횟수(n)는 고정)= > C = B/I => the unit of C = mT(자기장의 단위)/A(전류의 단위)②실험 2. 코일의 감은 수와 자기장의 관계6)코일의 감은 횟수와 자기장의 관계를 그래프용지에 그래프로 나타내어라.7)코일의 감은 횟수와 자기장의 관계를 설명하여라.-같은 전류가 흐를 때 코일이 더 많이 감겨있을 수록 더 강한 자기장이 형성된다.8)모눈종이와 같은 그래프용지에 데이터 점들을 찍어 가장 잘 맞는 선을 그려보아라. 방정식에서 상수가 무엇을 의미하는지 설명하여라. 상수의 단위는 무엇인가?Y=0.022*x+0.011The unit of constant = mT/num고찰- 이번 실험에서는 자기장이 전류의 세기와 코일의 감은 횟수와의 관계를 관찰하는 실험 이였다. 실험 중 정해진 전류를 공금해줬다 빼줫다 하엿기 때문에 실험에서 측정한 평균값은 실험자가 얼마나 오랜 시간 동안 공급을 혹은 전류 0 값을 주엇는지에 의존하기 때문에 정확하지는 않지만 최대값을 기준으로 자기장 값을 측정하였다. 몇몇 그래프에서 일직선을 유지하지 못 한 이유로는 실험도중 움직임에 의한 진동으로 추정할 수 있다. 하지만 거시적으로는 그래프는 큰 오류를 내지 않고 전류와 자기장의 비례관계를 보여주었다. 두 번째 실험에서는 코일을 한번 씩 풀어 줄때마다 전기장 측정기의 고정위치가 약간씩 변형되어 정확한 측정값이 나오지 못한 원인으로 예상되어진다. 따라서 더욱 정확한 실험 결과 값을 얻기 위해서는 코일 속에서 정확한 중심을 찾은 후 그 센서가 움직이지 않게 고정시키는 것이 개선 할 점인 것 같다. 마지막으로 정리하면 두 실험 모두 < B=K n I

자연과학| 2012.10.19| 4페이지| 1,000원| 조회(542)

자기장, 실험, 코일, 코일 속의 자기장

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일반 물리학 실험 뉴턴의 냉각법칙 결과 보고서

결 과 보 고 서실험 제목뉴턴의 냉각 법칙실험 일시학 번201029785분 반1이 름최광명담당 조교서준용데이터 표실험실의 평균 온도(℃)23.6(℃)결과분석3) Logger Pro를 사용하여 데이터를 지수함수에 맞는 그래프를 찾도록 한다. Curve fit 버튼을 누른 후 목록 중에서 y=A*exp(-C*X)+B를 선택한다. 그런 다음 Fitting을 하기 위해 Try Fit을 누른 다음, OK버튼을 누른다.4) 뉴튼의 냉각법칙은 다음 식과 같이 주어진다. T=T0e-kt+Troom 뉴튼의 냉각 법칙 표현식 에서 T, Troom, k, t의 항들과 fitting된 방정식에서의 변수 x y, A, B, C를 매치시켜라. A, B, C의 단위는 무엇인가?가장 맨 처음(t=0) 물의 온도 T=60.5(℃), 60.5=T0+23.6, T0 = 36.9(초기 온도차) 매개 변수는 A = T0 = 36.9 , 시간이 0일 때의 초기온도, B = Troom = 28.43 (방의 평균온도) , k = C = 0..06373 (온도가 1도 변하는 데 걸리는 시간) 5) 여러분이 기록한 값과 B를 비교하라. 데이터가 수집되는 동안의 실험실 온도는 일정 했 는 가?< 기록한 값:23.6 , B:28.43>6) t=0 일 때 e-kt의 값은 무엇인가? 1*T0⇒T0 = 초기온도>7) t가 매우 클 때 온도차는 어떻게 되며, 이 때 물의 온도는 어떻게 되겠는가? Troom 이 되어서 물의 온도는 방안의 온도와 같게 됩니다.>8) 또 다른 실험에서 k값을 줄이기 위해 여러분은 실험 기구에 무엇을 할 수 있는가? 또 k는 어떤 양을 나타낸다고 생각하는가?즉 뉴턴의 냉각 법칙의 이론에서는 냉각속도는 실내 온도와 물의 온도차(두 물질사이의 온도차) 에 비례하기 때문에 물의 온도를 높이거나(물을 데우거나) 방안의 온도를 낮추면 됩니다.9) 여러분이 구한 방정식을 이용해서 800초 후에 그 온도를 계산해 보라. 여러분이 계산한 값과 실제 데이터 값을 비교하라. 2.7251 + 28.43 = 31.1551실제 값은 20 분경에 37.3도 정도 였 고 800초는 15분경인데 31.1551 로 약 6도 가량의 오차가 나왔습니다.10) 여러분이 구한 방정식을 이용해 물의 온도가 실험실 온도보다 1℃ 높은 온도에 도달할 때까지 걸리는 시간을 구해보라. (ek = 1.065, e-k = 0.9389) 1 =36.9*e-t*0.0637 = > (0.9389)t=1/36.9 ,,11) 만약 초기 온도차가 절반이라면, 실험실의 온도보다 1℃ 높은 온도에 도달할 때까지 걸리는 시간을 구해 보아라.고찰이 번 실험에서는 실내평균온도와 물의 온도와의 차이 에 따른 냉각속도의 측정으로, 그래프 값과 도표 값으로 실온과 온도가 가까워짐에 따라 냉각되는 속도가 느려지는 것을 뚜렷하게 볼 수 있엇습니다. 실내 온도 차는 실험 도중 처음에 쌀쌀했던 실험실 온도에 비해 햇빛에 의해 실험 종료 때의 따뜻했던 온도를 , 가장 큰 오차 원인으로 간주 하고 있습니다. 비례상수 k 값이 실험 매개변수 B 의 값으로 조사하여 계산을 하였는데 계산 과정이 너무 복잡하여 10번과 11번의 질문에서 식은 유도했으나 답을 산출해내지 못하였고, 또 9번 질문에서는 6도 이상의 오차 값을 갖는 식을 보여 주었습니다. 그래프의 곡선양상을 보았을 때 곡선의 모양은 도중에 흔들리거나 구부러진 양상이 없는 것을 보아, 실험 도중 큰 실수는 없던 것으로 예상되었고, 가장 큰 오차 이유로는 앞에서 언급하였듯이 햇빛에 의한 실험실의 온도차로 추정됩니다. 뉴턴의 냉각법칙 실험은 어느 장소에서든지 손쉽게 할 수 있는 실험이지만, 온도의 변화가 적은 공간에서 실험을 행하는 것이 바람직하다고 생각되어집니다.

자연과학| 2012.10.12| 3페이지| 1,000원| 조회(742)

뉴턴, 냉각법칙, 일반 물리학 실험, 일반 물리학 실험 2, 냉각률

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