일반물리학실험 유도기전력 보고서입니다.

1. 실험 목적

코일을 통과하는 자기선속이 시간에 따라 변화하면 기전력이 유도된다. 자기장의 크기, 코일의 단면적, 코일의 감은 횟수에 따라 어떻게 변하는지를 측정하여 Faraday 전자기 유도 법칙을 이해한다.

2. 실험 원리

이상적인 코일 내부의 자기장은 로 나타낸다. 이 때, I는 전류, n은 코일의 감은 횟수, 는 진공에서의 투자율이며, 값은 이다. T는 테슬라, m은 미터, A는 암페어를 뜻한다.
Faraday 전자기 유도 법칙에 따라 코일을 통과하는 자기선속이 시간에 따라 변화할 때의 기전력은 으로 주어지는데, 앞서 말한 것과 같이 자기선속의 시간에 따른 변화율과 코일의 감은 수의 곱이 기전력이 됨을 알 수 있다. 여기서 –가 붙는 이유는 관성의 법칙과 마찬가지로 기전력이 선속의 변화를 방해하는 방향으로 유도되기 때문이다.
그러므로 교류 전류 가 흐르는 이상적인 코일 내부에 또 다른 코일이 있다면 이 코일 내 자기 전속은 가 되고 내부 코일에 유도되는 기전력은 이다. 이 때, 는 내부 코일의 감은 횟수, (는 진동수), 는 내부 코일의 단면적이다. 여기서 유도 기전력의 진폭을 라 하면 이므로 실효값은 이다. 는 전류의 실효값을 나타낸다.

3. 실험 기구 및 재료

멀티미터 2대, 외부 솔레노이드 코일 1개, 외부 솔레노이드 코일 5개, 함수 발생기, 자, 도선

4. 실험 방법

실험 (1) 내부 솔레노이드 코일의 깊이왿� 유도 기전력
1. 함수 발생기의 진동수를 로 맞춘다.
2. 외부 솔레노이드왿� 내부 솔레노이드 1번의 직경과 길이를 측정한다.
3. 장치 연결 후 외부 솔레노이드 코일의 전류(실효값)을 로 맞춘다.
4. 내부 코일을 외부 코일에 닿지 않게 천천히 넣는다. 깊이(내부 코일과 외부 코일이 겹치는 길이)가 5cm의 배수가 될 때마다 멀터미터로 유도 기전력을 측정한다.

실험 (2) 솔레노이드 코일의 전류왿� 유도 기전력
1. 장치를 연결하고 외부 솔레노이드 코일 내에 내부 코일을 넣는다.
2. 외부 솔레노이드 코일의 전류를 부터 간격으로 까지 바꾸면서 내부 코일의 유도 기전력을 측정한다.