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[자연과학] Engineering기초물리實驗(실험) - 자기력 측정(전류천칭)

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작성일 20-12-10 14:32

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실험결과/물리

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工學(공학) 기초물리experiment(실험) - 자기력 측정(測定) (전류천칭)

1. experiment(실험) 목적
균일한 외부 자기장 안에 있는 도선에 전류가 흐를 때 전류도선이 받는 힘(자기력)을 측정(測定) 하면서 자기력, 전류, 도선의 길이, 자기장의 세기 간의 관계를 살펴보고 나아가 전동기와 발전기의 원리를 이해한다. H.A.로렌츠는 금속의 전자론에 이 힘을 도입했는데, 식 자체는 간단하지만 임의의 전자기장 내의 힘의 작용 전체를 나타낼 수 있음을 밝혔다.

2. 理論
자기장 내에서 전류가 흐르는 도선은 보통 자기력이라고 불리는 힘을 받는다.

※ 플레밍의 법칙
.오른손법칙 - 자기장 속을 움직이는 도체 내에 흐르는 유도전류의 방향과 자기장의 방향(N극에서 S극으로 향한다), 도체의 운동방향과의 관계를 나타내는 법칙이다. 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 있다아

F 〓 IL×B

F의 크기만을 표시하면,

F 〓 ILBSinθ
로 나타낼 수 있다아

※ 로렌츠 힘
.입자의 전하를 e, 자속밀도를 B, 속도를 v, 광속을 c라 하면, 이 힘은 e［v×B］/c가 된다 즉 운동 전하에 대상으로하여는 힘을 미치나, 힘의 방향은 자속과 속도 방향과 수직이므로 정자기장은 운동하는 하전입자에 대상으로하여는 일을 하지 않고, 다만 그 운동방향만 바꿀 뿐이다. 자기장 속에서 자기력선에 놓은 도선을 자기장에 대해 수직으로 움직일 경우, 오른손의 엄지를 도선이 운동하는 방향으로, 검지를 자기력선의 방향으로 향하게 하면, 도선 속에 발생하는 유도전류는 이것들에…(생략(省略))

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다. 또 이 힘을 가정함으로써 물질의 밀도분자량굴절률 등 전자기적 및 광학적 성질을 說明(설명) 하는 데 성공하였다.

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