A+, 100점) 22학년도 일반물��학씄험2 <패러데이 법칙> 실험 리포트

1. 실험 목적
움직이는 코일에 유도되는 기전력을 측정하여 Faraday의 법칙과 Lenz의 법칙을 적용하고, 부하 저항기에서 소모된 에너지 손실을 비교하여 에너지 보존법칙에 대해 알아본다.

2. 실험 이론
2.1. 전자기 유도

< 그림 중략 >

(그림 1)처럼 기전력 장치 없이 전류계왿� 연결된 전류고리(또는 코일) 주변에서 자석을 움직이면, 전류계를 통해 전류고리에 전류가 흐르는 것을 확인할 수 있다. 이때, 총 3가지 사실을 알 수 있는데, 첫째, 전류고리왿� 자석 사이에서 상대운동이 있을 때만 전류가 흐르고 운동이 멈추면 전류 또한 사라진다. 둘째, 운동이 빠를수록 더 큰 전류가 흐른다. 셋째, 자석의 N극(또는 S극)을 전류고리 쪽으로 움직일 때 고리에 시계방향(S극은 반시계방향)으로 전류가 흐른다면, N극(또는 S극)이 고리에서 멀어질 때는 반시계방향(S극은 시계방향)으로 전류가 흐른다는 것을
알 수 있다. 이러한 전류를 ‘유도 전류’라고 한다.

< 그림 중략 >

(그림 2)왿� 같이 자석을 전류가 흐르는 전류고리로 바꿔보면, (그림 1) 상황과 같이 상대운동이 있을 때만 유도 전류가 흐르는 것을 알 수 있다. 그러나 (그림 2b)왿� 같이 두 고리를 고정시키고 전류가 흐르는 고리에 스위치를 설치해 보면 다음과 같은 사실을 알 수 있는데, 스위치를 열면 오른쪽 회로에 유도 전류가 잠시 흐르다 사라지고, 스위치를 다시 닫으면 스위치를 열 때왿�는 반대 방향으로 유도 전류가 흐르기 시작하다가 전류가 흐르는 전류고리의 전류가 정상값에 도달하면 유도 전류도 사라진다는 것을 알 수 있다. 앞서 두 현상 모두 공통적으로 자기장이 변한다. 즉, 전류고리 주위에 변화하는 자기장이 기전력을 만드는데, 이 현상을 ‘전자기 유도’라고 한다.

2.2. 자기다발
Faraday는 (그림 1)과 (그림 2)의 오른쪽 전류고리를 통과하는 자기장선의 수가 변할 때 전류고리에 기전력이 유도됨을 발견했다.