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공학기초물리-
실험Report
3.자기력 측정(전류천칭)
(예비)
1. 실험 목적
균일한 외부 자기장 안에 있는 도선에 전류가 흐를 때 전류도선이 받는 힘(자기력)을 측정하면서 자기력, 전류, 도선의 길이, 자기장의 세기 간의 관계를 살펴보고 나아가 전동기와 발전기의 원리를 이해한다.
2. 이론
자기장 내에서 전류가 흐르는 도선은 보통 자기력이라고 불리는 힘을 받는다. 이 힘의 크기와 방향은 다음의 4 개의 변수, 즉, 전류의 크기(I), 자기장 내의 도선의 길이(L), 자기장의 세기(B), 그리고 자기장과 도선이 이루는 각(θ)에 의하여 결정된다.
. 로렌츠 법칙에 의해 F = qv×B 이고, 시간 t(=L/v) 동안 도선의 단면을 통과한 전하량 q = It = IL/v 이므로 F = (IL/v)v×B 이고, 다음과 같이 쓸 수 있다.
F = IL×B
F의 크기만을 표시하면,
F = ILBSinθ
로 나타낼 수 있다.
※ 로렌츠 힘
.입자의 전하를 e, 자속밀도를 B, 속도를 v, 광속을 c라 하면, 이 힘은 e［v×B］/c가 된다. 즉 운동 전하에 대해서는 힘을 미치나, 힘의 방향은 자속과 속도 방향과 수직이므로 정자기장은 운동하는 하전입자에 대해서는 일을 하지 않고, 다만 그 운동방향만 바꿀 뿐이다. H.A.로렌츠는 금속의 전자론에 이 힘을 도입했는데, 식 자체는 간단하지만 임의의 전자기장 내의 힘의 작용 전체를 나타낼 수 있음을 밝혔다. 또 이 힘을 가정함으로써 물질의 밀도분자량굴절률 등 전자기적 및 광학적 성질을 설명하는 데 성공하였다.
※ 플레밍의 법칙
.오른손법칙 - 자기장 속을 움직이는 도체 내에 흐르는 유도전류의 방향과 자기장의 방향(N극에서 S극으로 향한다), 도체의 운동방향과의 관계를 나타내는 법칙이다. 자기장 속에서 자기력선에 놓은 도선을 자기장에 대해 수직으로 움직일 경우, 오른손의 엄지를 도선이 운동하는 방향으로, 검지를 자기력선의 방향으로 향하게 하…(생략)
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