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결과보고서(전류와 전기장)

? 실험 결과(1) 솔레노이드에서의 자기장반경(R)길이(l)단위길이당 감은수 (n=N/l)35mm140mm250▶ 홀 센서를 축 방향으로 변화시킬 때 자기장전류 자기장중심내부a=2.8a=5.1a=8.4143.54426.55.256.56.539.57.7599.5▶ 홀 센서를 반지름 방향으로 변화시킬 때 자기장(※ 축의 중심에서 변화 시킨다.)전류 자기장솔레노이드 내부(r=0)솔레노이드 외부(r=1)14426.56.2539.510? 결론 및 토의1. 솔레노이드의 전체적인 자기장 형태에 대해 생각해 보자.일단 솔레노이드라는 것은 코일이 각각의 원형도선의 모임의 집합이라고 생각하면 편할 것이다. 하나의 원형 코일에 의한 자기장이 코일이라는 여러 개의 원형코일의 뭉침으로서 나타나게 되므로 그 내부 자기장은 그림 (b)과 같은 모양으로 나타날 것이다. 이 내부 자기장에 의하여 코일은 하나의 전자석과 같은 역할을 하게 된다. 즉 내부에서 자기력선이 나오는 쪽은 자석에서의 N극이 되고 자기력선이 들어오는 쪽은 S극이 되는 것이다. 자석에서 나오는 자기력선은 항상 폐곡선을 유지하게 되므로 그 이 솔레노이드의 외부에서의 자기장을 생각하면 그림 (f)과 같은 모양을 띠게 된다. 즉 N극에서 나와서 크게 돌아 다시 S극으로 들어가는 모양의 외부 자기장의 형태를 띠게 될 것이다.즉 솔레노이드의 전체적인 자기장 형태를 생각하면, 솔레노이드의 내부를 통과하는 연속적인 폐곡선의 집합이라고 생각 할 수 잇을 것이다. 이 전체적인 솔레노이드의 자기장의 형태를 그림으로 나타내면 그림 (h)과 같이 나타낼 수 있을 것이다. 솔레노이드의 하나하나를 구성하는 각각의 원형코일에 의해서 군소적인 자기력선이 커다란 모임의 자기력선이 되어 결국 전체적으로는 솔레노이드의 내보에서는 S극에서 N극 쪽으로 자기력선이 통과된 후 외부에서는 N극에서 나와서 크게 돌아 다시 S극으로 들어가는 모양의 전체적인 모습을 띠게 될 것이다.2. 전체적인 결론이번 실험은 전체적으로 자기장의 세기는 전류의 세기에 비례 한다는 사실을 잘 알 수 있게 되는 실험이었다. 홀센서를 축 방향으로 변화시킬 때의 자기장은 전류를 증가 시킬수록 그 세기가 점점 커지게 되었다. 또한 실험에서 측정한 a 값이 커질수록 자기장의 크기가 커진 것을 알 수 있었다. 이는식에 의하여 그 사실을 알 수가 있다. 또한 홀센서를 반지름 방향으로 변화시킬 때의 자기장은 내부에서 0cm 일 때 즉 중심에서의 자기장이 제일 크다. 왜냐하면 이곳에서의 자기력선의 밀도가 가장 밀하기 때문에 그 자기장의 크기가 가장 커지는 것이다. 하지만, 이번 실험에서는 이에 대한 정확한 측정이 되지 않아 잘못된 실험 결과가 나오게 되었다. 아래 오차 분석 부분에서 이에 대하여 다루어 보겠다.? 오차 분석이번 실험은 솔레노이드의 자기장을 측정하는 실험이었다. 홀 센서를 축 방향으로 변화시킬 때 즉, 솔레노이드 내부에서 그 자기장을 측정하는 위치를 솔레노이드 내부 원에 수직하는 방향으로 움직이면서 측정한 것과 홀 센서를 반지름 방향으로 변화시킬 때 자기장 즉 솔레노이드 내부 원에 반지름 방향으로 변화시켜 가면서 그 자기장의 변화를 측정하였다. 본래 대로라면 홀 센서를 축 방향으로 변화시킬 때 내부에서는 거의 비슷한 값의 자기장이 나와야 한다. 왜냐하면 솔레노이드 내부로 들어간 자기장은 외부로 나오지 않고 솔레노이드의 끝부분까지 나오기 때문에 첫 번째 실험에서의 자기장의 변화의 폭은 적었어야 이번 실험이 정확하게 이루어졌다고 생각할 수 있지만, 이번에 우리 조에서 측정한 값은 그 변화 폭이 컸다. 또한 홀 센서를 반지름 방향으로 변화 시킬 때의 자기장은 내부에서 0cm 일 때 즉 중심에서의 자기장이 제일 크다. 왜냐하면 이곳에서의 자기력선의 밀도가 가장 밀하기 때문에 그 자기장의 크기가 가장 커지는 것이다.하지만 이러한 이론적 예상들이 이번 실험에서는 어긋남을 알 수 있다. 이것은 필히 몇몇 요인들에 의하여 그 실험값에 영향을 미쳤기에 이론적인 예상에 어긋나는 실험값이 나오게 된 것이다. 지금부터 이러한 오차가 난 원인에 대하여 고찰하여 보겠다.

자연과학| 2006.11.19| 4페이지| 1,000원| 조회(337)

결과보고서, 전류, 전기장

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예비보고서(교류 주파수 측정)

? 실험 목적전자석에 의한 강철선의 진동을 이용하여 교류 주파수를 측정한다.? 이론- 정상파파장과 진폭이 똑같고 반대 방향으로 진행하는 두 파동이 중첩 되면, 그림(가)와 그림(다)에서 보는 것처럼 주기적으로 진동하는 부분과 한 점에서 진동하지 않는 부분이 섞여 있어 파동이 서 있는 것처럼 보인다.이런 모양으로 진동하는 파동을 정상파라고 한다.일반적인 파동에서는 매질의 모든 점이 진동하지만, 정상파는 진동하는 곳이 따로 정해져 있는 것이 다르다.진동은 (가),(나),(다),(라),(가)...의 순서로 일어난다.?진동의 결과로 우리 눈에 보이는 모양은 가장 아래 있는 '보이는 결과'와 같다.?? 배와 배 사이의 거리 : 반파장? 마디와 마디 사이의 거리 : 반파장- 현의 진동은 실의 길이이다.?? ?? ?∴이며 배의 개수 또는 반파장의 개수 n=1, 2, 3ㆍㆍㆍ이다.줄의 진동에서 양끝은 마디라야 하며, 허용되는 n의 값은 자연수만 되는 것으로 보아, 아무렇게나 진동하는 것이 아니라 정해진 진동만 허용한다는 것이다.- 실험에서파동의 일반적인 성질은 그 속도가 매질의 성질에 의해 정해진다. 그 예로서 현에서의 파동속도는 현의 성질에 달려있다. 마찬가지로 공기 중에서 음파의 속도는 공기의 성질에 달려있다. 긴 줄을 통해 펄스파를 보낼 때 줄을 팽팽하게 할수록 줄을 따라 이동하는 펄스파의 속도는 더욱 빨라진다는 사실을 관찰할 수 있다. 또한 무거운 줄과 가벼운 줄 두 가지를 같은 장력으로 팽팽히 한다면 무거운 줄에서의 파동속도가 저 느리다는 것을 알 수 있다. 즉 현이나 줄에서의 파동의 속도는 장력F와 같이 단위 길이당 질량, 즉 선밀도에 관계가 있다는 것을 알게 된다. 양끝이 고정된 줄을 따라 진동수와 진폭이 같은 두 파동이 서로 반대 방향으로 진행할 때 공명조건에 이르면 이 줄에는 이 두 파동의 합성파인 정상파가 생긴다. 선밀도인 줄을 장력 T dyne으로 당겼을 때 줄을 따라 진행하는 횡파의 속도 v는(1)이고, 정상파의 파장와 줄의 고유진동수 f사이의 관계는(2)이며, 정상파의 파장와 고유 진동수사이의 관계는(3)가 되고 식 (1), (2), (3)을 이용하여 진동수(4)로 된다. 여기서 n=1일 때를 기본 진동이라 하고, n=2,3,4??? 나머지를 배진동 이라고 한다. 이 실험에서는 기본 진동이 가장 잘 일어나므로 이 기본 진동수를 측정한다. 아래 그림은 줄에 형성되는 주파수 모드를 나타낸 것이다.? 실험 기구 및 장치① 진동수 측정기 (sonometer)② 강철선③ 지지대④ 추걸이⑤ 추⑥ 전자석⑦ 교류전원⑧ 버니어 캘리퍼스? 실험 방법그림 2는 교류 주파수를 측정하기 위한 실험 장치이다. 교류 주파수의 측정 원리는 진동수측정기(sonmometer)에 전자석을 가까이 하면, 자기장에 의한 N극과 S극으로 인하여 강철선이 두 번씩 이끌리게 되는 되는데 특정 길이에서 공명 현상을 일으킨다. 이 때 현의 길이와 추의 질량을 측정하여 교류 전원 주파수를 구할 수 있다.① 그림 2와 같이 진동수 측정기 한 쪽 끝에 강철선을 고정시키고 다른 한 쪽 끝에는 추걸이를 달아서 설치하고, 한 개의 강철선 밑에 나무로 된 지지대를 두 개 놓는다.② 전자석을 진동수 측정기 위의 지지대 사이에 올려놓는다. 그리고 우선 추 100g 정도를 추걸이에 설치하고 전자석을 강철선에 수직이 되게 가깝게 접근시킨다.③ 위 그림의 B점을 추 쪽으로 이동시키면서 전자석에 의한 강철선이 가장 세게 진동하는 점을 찾는다(가장 세게 진동하는 점에서 가장 큰 공명이 생긴다). 이 때 전자석을 A와 B 중간에 놓는다. 전자석이 있는 현의 길이가이 된다.④ 추를 100g씩 더하여 500g이 될 때까지 위의 ③번 과정을 반복하여과 T를 구한다. 이러한 실험을 세 번 반복한다. 참고로 장력 T는 추의 중력과 같다.⑤ 버니어 캘리퍼스를 이용해 강철선의 직경 2r을 몇 군데 측정하여 평균 반경을 구하여 선밀도를 계산한다.⑥ 이상의 측정값으로 진동수 측정기의 고유 진동수에서 전자석의 전원 주파수를 계산한다(전원 주파수는 60Hz이고, 1cycle마다 전자석의 N-S극이 두 번 바뀌어 두 번 진동시키게 됨을 주의해야 한다. 즉, 진동시키는 주파수는 120Hz가 된다. 교류가 한 번 진동하는 동안 1cycle 동안에 전자석의 극은 N극에서 S극으로 혹은 S극에서 N극으로 바뀌기 때문에 이 동안에 줄은 두 번 끌리어 두 번 진동하기 때문이다). 주파수 f를 구하는 식은 아래와 같이 쓸 수 있다.

자연과학| 2006.11.19| 6페이지| 1,000원| 조회(404)

주파수, 보고서, 교류, 예비, 측정

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예비보고서(물결파의 간섭 실험)

? 실험 목적물결통(ripple tank)을 이용하여 두 개의 점파원에서 발생하는 수면파의 간섭을 관찰하고, 간섭무늬를 이용하여 물결파의 파장()를 구한다.? 이론- 파동의 회절그림(a)처럼 구멍을 통과해도 파동이 퍼지지 않고, 구멍의 폭(d)만큼의 크기로 계속 진행하는 현상을 직진이라고 한다. 이런 경우는 벽면 뒤로 파동이 전달되지 못하지만, 파동이 퍼지지 않기 때문에 멀리까지 잘 전달된다.그림(b)을 보면 구멍을 통과한 후 파동이 구멍의 폭보다 넓게 퍼짐으로써 벽면 뒤로도 파동이 전달되고 있다. 이런 현상을 회절이라고 한다. 퍼지는 범위가 넓을수록 회절이 잘 되는 것인데, 이런 경우는 에너지가 옆으로 퍼짐으로써 파동이 멀리까지 전달되기는 어렵다.따라서 회절이 잘되는 파동은 직진성이 약할 수밖에 없다.그림(c)와 그림(d)를 보면 그림(d)처럼 구멍이 클수록 퍼지는 성격이 약해 회절이 잘 되지 않음을 보여주고 있다. 그림(c)는 회절성이 강하고, 그림(d)는 직진성이 강하다.그림(e)와 그림(f)를 보면 그림(f)처럼 파장이 짧으면(그림에서 파면 사이의 간격이 파장을 나타내고 있음) 퍼지는 성격이 약해 회절이 잘 되지 않음을 보여주고 있다. 그림(e)는 회절성이 강하고, 그림(d)는 직진성이 강하다.현미경이나 망원경으로 상을 잘 볼려면, 회절을 막고 직진성을 강하게 해야 한다. 현미경이나 망원경에서 렌즈들은 구멍과 같은 역할을 한다. 그래서 렌즈 지름을 크게 할수록 상을 잘 볼 수 있어서, 천문대에서 망원경을 만들 때 큰 렌즈를 좋아한다.전자 현미경은 보통 빛보다 파장이 짧은 전자선을 이용하므로써 회절을 억제하여 배율을 많이 높여도 상이 흐릿해지지 않고 똑똑히 볼 수 있다.회절이 잘 되면 상이 흐릿하게 퍼져서 잘 보이지 않게 된다.한가지 예를 더 들면 옆반 교실에서 떠드는 소리는 들리는데, 누가 떠드는지 보이지는 않는다. 소리는 장애물인 벽면 ?뒤로 잘 전달되는 것으로 보아 회절이 잘 된다고 볼 수 있다. 그러나 빛은 같은 장애물인 벽면 뒤로 전달되지 않는 것으로 보아 회절성이 약하고 직진성이 강하다고 볼 수 있다. 빛이 회절이 잘 않되는 이유는 빛의 파장이 소리의 파장보다 짧기 때문이다.- 파동의 간섭?파동의 간섭이란 두 개의 파동이 만나서 보강되거나 상쇄되는 현상을 말한다.일반적으로 두 개의 파동을 발생시키는 파원(그림(b)의 S₁과 S₂참고)의 진동 상태는 같게 한다. 그러므로 두 파동의 위상차는 파동이 발생할 때는 없었던 것이, 경로차에 의해 생긴 것으로 보아야 한다. 예를 들면 그림(b)의 S₁과 S₂에서 P점까지 가는 거리가 서로 다르다. 이런 경로차가 위상차를 나게 하는 원인이다.그림(a)에서 (1)과 만나 보강되는 것은 같은 위상인 (1), (3), (5)번이고, (1)과 만나서 상쇄되는 것은 (2), (4)번이다.그래서 보강되기 위해서는 경로차가 0λ, 1λ, 2λ 등이 되고, 상쇄되기 위해서는 경로차가 , 등이다.이것을 식으로 표현하면경로차=|S₂P- S₁P|= mλ, m=0,1,2,3,4...경로차=|S₂P- S₁P|= , m=0,1,2,3,4...?그림(b)에서 보강되거나 상쇄되는 곳은 여러 개 있다. 그래서 그것들에는 번호를 붙여 구분할 필요가 있는데, 보강되는 것은 보강되는 것끼리, 상쇄되는 것은 상쇄되는 것끼리 번호를 붙인다. 이 번호를 나타내는 것이 m이다.그림(b)에서 L은 골과 골 또는 마루와 마루가 만나서 보강되는 곳이고, N은 마루와 골이 만나서 상쇄되는 곳이다.보강 간섭의 가운데인 m=0를 제외하고는 모든 보강, 상쇄점들은 좌우에 대칭으로 존재한다.?- 이중 슬릿에 의한 빛의 간섭(영의 실험)???이중슬릿에 의한 간섭도 파동의 간섭처럼 보강되거나 상쇄되는 곳은 여러 개 있다. 그래서 그것들에는 번호를 붙여 구분할 필요가 있는데, 보강되는 것은 보강되는 것끼리, 상쇄되는 것은 상쇄되는 것끼리 번호를 붙인다. 이 번호를 나타내는 것이 m이다.그림(b)를 보면 알수 있듯이 보강 간섭의 가운데인 m=0를 제외하고는 모든 보강, 상쇄점들은 좌우에 대칭으로 존재한다.이 실험을 통해 슬릿 간격 d, 슬릿과 스크린 사이 거리 L, 무늬 간격 △x를 측정해야 한다.그렇게 하면 이중슬릿의 실험에서 측정한 값을 통해 빛의 파장(λ)을 알아낼 수 있어서 대단히 중요한 실험이다.회절이 잘 될수록(회절∝) 넓게 퍼지니까 무늬간격도 넓게 퍼진다. 또 스크린과 슬릿 사이의 거리가 멀어지면 상이 확대되듯이 무늬간격도 넓게 된다.이것을 식으로나타내면 이 된다. 여기서 를 이용해 빛의 파장을 알아낼 수 있다.다른 값은 측정하는데 별 문제가 없지만, 무늬간격은 하나 하나를 직접 측정하기는 어려울 수 있다. 이 때는 몇 cm사이에 밝은 무늬나 어두운 무늬가 몇 개 있는지 세어본 후, 무늬 길이를 무늬 개수로 나누어 한 개의 무늬 간격을 구하면 된다.일상생활에서 전구를 여러 개 켜 놓았는데도 이런 간섭 무늬가 나타나지 않는 이유는, 같은 광원에서 나온 빛이 아니면 간섭을 하지 않기 때문이다. 예를들어 그림(b)에서 2개의 슬릿대신 2개의 전구를 쓰면 간섭 무늬를 볼 수 없다.- 경로차 다루기?두 개의 파동이 출발할 때의 모습이 위로 볼록하다고 가정하자.두 개의 파동 중 더 멀리가야 하는 파동은 경로차만큼 더 가야 한다. 그런데 그림(a)처럼 경로차를 다 간 후 '만날 때 파동'이 '출발' 때와 같은 경우는 보강간섭이 된다. 이 때 경로차는 mλ꼴로 표현되는데, 이 그림에서 경로차는 2λ의?길이이다.경로차만큼 더 멀리가야 하는 파동이 그림(b)처럼 경로차를 다 간 후 '만날 때 파동'이 '출발' 때와 위상이 180° 바뀌는 경우는 상쇄간섭이 된다. 이 때 경로차는 꼴로 표현되는데, 이 그림에서 경로차는 의?길이이다.위의 이야기는 더 짧은 거리를 가는 파동의 위상이 위로 볼록한 상태로 출발할 때 모양으로 그대로 있다고 본 것이다.만약 더 짧은 거리나 더 멀리 가는 파동의 위상이 도중에서 반사에 의해 180° 바뀌다면, mλ꼴이 앞에 것과 반대로 상쇄간섭이 되고, ?꼴은 보강간섭이 된다.? 실험 기구 및 장치① 광원

자연과학| 2006.11.19| 8페이지| 1,000원| 조회(608)

실험, 보고서, 예비, 간섭, 물결파

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결과보고서(교류 주파수 측정)

? 실험 결과강철선의 반경 : r = 0.0875cm, 체적밀도 :, 추 걸이 질량 : m = 49.1g(1) 기본진동 (n=1)M(g)길이 (cm)평균주파수12349.114.814.714.914.88.43442614922.221.922.122.066679.854461249.42827.628.127.910.08371349.733.332.633.13310.09509449.436.837.937.337.3333310.11571주파수의 평균값 : 9.71668 Hz(2) 배진동 (n=2)M(g)길이 (cm)평균주파수1회2회3회49.127.22828.227.88.9805414943.343.943.643.69.975005249.455.854.555.655.310.17489349.764.363.564.664.1333310.38892449.47273.272.872.6666710.39412주파수의 평균값 : 9.982695 Hz? 결론 및 토의- 2배진동과 기본 진동간의 차이 : 9.982695 - 9.71668 = 0.266015Hz- 2배진동과 기본 진동의 평균값 := 9.8496875 Hz이번 실험은 철사를 전자석에 의하여 진동 시킨 후 그 진동이 최대가 될 때의 길이를 측정하여, 그 길이에서의 진동수를 알아보는 것이다. 이번 실험은 기본 진동에서의 주파수 평균값은 9.71668Hz가 나왔으며, 2배진동에서는 9.71668Hz가 나왔다. 둘 사이에 오차는 발생하지만 그 정도는 기본 진동수에 비하여 2.736%의 값을 차지하게 된다. 오차가 발생하였지만 그 오차가 미치는 영향은 상대적으로 미약해 비교적 정확한 실험이 나왔다는 것을 알 수 있다. 이번 실험을 통하여 어떠한 철사나 실이 진동할 때 그 진동이 최대가 되는 폭에서의 철사의 길이와 그 철사를 잡아당기는 장력의 힘, 그리고 철사의 밀도와 철사의 반경을 안다면 주파수를 알 수 있다는 것을 알게 되었다.또한, 기본진동과 2배진동의 주파수 값을 비교해 보면 알겠지만, 철사가 진동할 때 비록 그 배수가 늘어난다고 하더라도, 거의 같은 값의 주파수를 가지는 것을 알 수 있다. 이는 철사가 가지고 있는 고유의 진동수는 일정하기 때문에, 철사는 철사가 진동할 수 있는 적절한 파장이 존재하게 된다면, 고유 진동수와 외부 진동수가 같은 진동수를 가질 때 공명현상을 가지게 되어, 그 진폭이 커져서 우리 눈에 가시적으로 확연히 보이게 됨을 알 수 있다.? 오차 분석이번 실험은 기본 진동과 배진동간의 주파수는 같다는 것을 보여야 하지만, 서로 약간은 다른 값을 가짐으로서 그 오차가 발생한 것을 알 수가 있다. 발생한 오차는 기본 진동수에 대하여 2.736%만큼의 오차가 발생하였다. 이렇게 서로간의 오차가 발생한 원인에 대해서 생각해 보았다.① 전자석의 열 발생에 의한 오차전자석은 전기를 통하면 그 감긴 코일에 의하여 자기장이 발생하게 된다. 하지만 이 전자석을 발생시키는 코일 또한 저항을 가진 물체이기 때문에 전류가 흐르게 되면 그 저항과 전류간의 마찰에 의하여 열에너지가 발생하게 된다. 우리가 실험 할 때에도 실험 중간에 전자석이 뜨거워져서 손으로 오래 잡고 있기 힘들 정도로 되었었다. 이 열에 의하여 오차가 발생할 것으로 예상되며 그 뿐만 아니라 위에 있는 철선에도 직접적인 영향을 미쳤을 것으로 생각 할 수 있다.② 철사 줄에 의한 오차철사를 한 쪽에 고정시키고 다른 한쪽은 추를 달아 그 장력에 의하여 철사는 팽팽하게 일직선을 이룬 후 진동을 해야 한다. 하지만 실험에 쓰였던 철사는 휘어짐과 그 자체로서 구불구불함으로 인하여 다른 한쪽의 추에 의한 장력에도 불구하고 철사가 팽팽하게 일직선 모양을 이루지 못하였다. 그로 인하여 철사 길이뿐만 아니라, 다른 요소 또한 복합적으로 오차로 발생하는데 기인했을 것으로 예상할 수 있다.③ 전자석과 철사 위치에 의한 오차전자석의 위치는 철사가 진동하는 곳에 위치하게 된다. 일단 그 위치는 철사의 한편이 고정된 곳과 추가 달린 다른 한쪽 지점으로부터 그 가운데 위치가 정성적으로 보았을 때 합당한 위치라고 볼 수 있다. 하지만 이 때문에 오차가 발생할 수 있다. 2배진동은 그 중간이 어차피 마디 점을 이루나, 1배진동 경우에는 가운데 점에 정상파의 배가 발생하게 된다. 그로 인하여 그 부분의 진폭은 최대이기 때문에 철사는 큰 폭으로 진동을 하게 되고, 그로 인하여 전자석과 서로 부딪히게 된다. 서로 부딪히게 됨으로서 정확한 1배진동을 이루는 위치를 찾기 어려워지고 이로 인하여 오차가 발생하였을 것으로 생각된다.④ 고정 쇠에 의한 오차철사의 중각의 각 부분을 고정 시키는 고정 쇠에 의해서도 오차가 발생하였을 것으로 생각 할 수 있다. 이것은 철사가 진동을 하게 되면 그 마디가 되는 부분은 이 고정 쇠에 의하여 고정되는 부분인데 이 부분이 실험 시에 약간 뜨는 것을 발견 할 수 있었다. 비록 미세하기는 하나 그 부분을 정밀하게 고정시키지 않은 것이기 때문에 오차가 발생 하였을 것이다.⑤ 진동수 폭에 의한 오차일단 정상파가 되는 점을 찾으면 그 점을 기준으로 고정 쇠를 좌우로 조금 움직여도 사람의 눈으로 분간하기 힘들 정도로 같은 진폭을 가지는 진동수가 계속 이어짐을 알 수 있다. 즉 정확한 길이를 측정 할 수 없다는 것이다. 대충 3mm 정도는 같은 진폭을 가지는 진동을 하는 것처럼 보였기 때문에 정확한 길이를 측정할 수 없게 되므로 이로 인하여 오차가 발생하였을 것으로 생각된다.? 개선점① 전자석의 열 발생에 대하여전자석에서 발생하는 열에 의하여 생기는 오차를 줄이기 위해서 실험을 할 때에만 잠깐 잠깐 전자석을 키는 것이 좋을 것이다. 하지만 이번 실험처럼 이런 행동을 한다 하더라도 전자석은 충분히 뜨거워지게 마련이다. 그렇게 때문에 실험 시에 다량의 전자석을 준비하여 온도가 변하지 않게 지속적으로 바꾸어 주면서 실험을 한다면 전자석의 열에 의하여 발생되는 오차를 줄일 수 있을 것이다.

자연과학| 2006.11.19| 4페이지| 1,000원| 조회(618)

주파수, 결과보고서, 교류, 측정, 교류 주파수

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예비보고서(전류와 전기장)

? 실험 목적도선에 전류가 흐를 때 그 주변에 발생하는 자기장의 형태에 대해서 알아보자.? 이론- 자기장과 자속밀도위의 그림에서 N극이나 S극 가까운 곳을 보면 자기력선의 간격이 좁고, 먼곳을 보면 자기력선의 간격이 넓다. 자기장의 간격이 좁은 곳은 자기장의 영향이 강한 곳임을 나타내고, 간격이 넓은 곳은 자기장의 영향이 약한 곳임을 나타낸다.아래 각각의 표현은 같은 뜻을 나타낸다.자기력선의 간격이 좁다=자기력선의 밀하다=자속밀도가 크다=자기장의 세기가 크다.자기력선의 간격이 넓다=자기력선의 소하다=자속밀도가 작다=자기장의 세기가 작다.즉, 자속밀도는 자기장의 세기를 자기력선의 밀소라는 시각적인 방법으로 표현한 것이다- 직선 전류에 의한 자기장그림(a)를 보면 전선에 전류가 흐를 때 전선 근방의 쇠가루가 원모양으로 규칙하게 배열되는 것을 보여주고 있다.전류의 방향이 그림(b)와 그림(c)처럼 반대가 되어도 모양은 그대로 있다. 그래서 이 둘을 구별하는 무엇이 있어야 하는데, 그림(e)의 푸른 화살표나 그림(b)와 그림(c)에서 처럼 나침반의 N극의 방향을 비교해 보면 구별이 가능해진다.이들 전류와 자기장 사이의 관계를 설명하는 법칙이 앙페르의 오른손법칙이라 한다.오른손 엄지 손가락 = 전류의 방향오른손의 나머지 손가락 = 자기장의 방향그림(b)는 그림(d), (e)와 같은 것이다.???옆의 그림(f)는 그림(C)를 위에서 내려다 본 그림이다. 여기서 i 는 전류를 나타내며, B는 자기장의 방향이다.- 원형과 솔레노이드 전류에 의한 자기장전류의 방향과 자기장의 방향 사이의 관계를 설명하는 것이 앙페르의 오른손 법칙이다.방법①은 그림(a),(b)처럼 직선 전류 때와 같이 엄지손가락이 전류의 방향으로 가게하고, 나머지 4개의 손가락은 감싸 쥐지 않고 그대로 뻗으면 그 쪽이 자기장의 방향이 된다. (∵원형이나 솔레노이드의 중심에서는 그림(a),(b)처럼 자기장은 직선 모양을 가지고 있기 때문이다.)방법②는 그림(f)에서 보는 바와 같이 직선 전류 때와 달리 오른손의 4개의 손가락을 전류의 방향으로 감싸 잡고 엄지손가락을 폈을 때, 그 방향이 자기장의 방향이 된다.그림(h)는 실제로 전선을 감싸 잡은 것이고, 그림(f)는 전선을 잡는 시늉만 한 것으로 실제 적용한 방법은 똑 같다.원형전류나 솔레노이드는 코일의 감긴 수만 다를 뿐 같은 모양이기 때문에, 같은 방법을 적용한다.그림(c),(d)를 보면 전선 근방에 쇠 가루가 정렬된 것으로 보아 전류가 흐르는 것은 확실하다. 그러나 그림(c),(d)에 나침반이나 자기장의 방향을 나타내는 화살표가 없어서 전류의 방향이 어디인지 알 수 없다. 그래서 여기서는 자기장의 모양만 알 수 있다.그림(g),(h)를 보면 전선 가까운 곳에는 직선전류의 자기장과 같은 원 모양의 자기장이 생긴다. 그림(h)에서 보면 솔레노이드 중간에서의 자기장은 전선의 각 부분에서 만든 자기장이 서로 만나 직선 모양으로 된다. 이것은 아래 그림(i)처럼 원형 전류에서도 적용된다.그림(i)의 나침반의 검은 부분은 N극을 나타낸다.? 실험 기구 및 장치① 컴퓨터② 인터페이스(interface) : 모듈에서 변환한 전기적 신호를 증폭해서 컴퓨터로 보내준다.③ DC Regulated Power Supply : 전압, 전류 공급④ 홀 센서 : 자기 센서⑤ 솔레노이드(감은 횟수 =270회, 2겹이면이고, 반대방향이면 전체자기장

자연과학| 2006.11.19| 7페이지| 1,000원| 조회(336)

보고서, 전류, 예비, 전기장

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