분야
hwp- 직선도선, 원형도선 및 솔레노이드 코일에 전류가 흐를 때 도선주위의 자기장의 세기를 측정하여 이론적인 자기장 분포 곡선과 일치하는가를 알아보고 암페어의 법칙 및 비오-사바르의 법칙이 성립하는가를 확인한다.
2. 실험 원리
매우긴 솔레노이드 내부에서의 자기장은 암페어 법칙에 의해
(1)
[그림1] 실제의 솔레노이드
으로 주어진다. 여기서 는 투자율, I는 전류, n 은 솔레노이드의 단위 길이 당 도선의 감은 횟수이다. 이식에서 보는 바와 같이 자기장의 세기는 코일의 반경이나 코일내부의 위치에 무관함을 알 수 있다.
그러나 실제의 솔레노이드는 무한하지 않기 때문에 다음과 같은 식을 사용 한다.
(2)
편의상 솔레노이드의 길이를 l, 중심을 원점으로 잡으면 중심(x=0; a=b=l/2)과 끝점(x=l/2)에서 자기장의 세기는
(솔레노이드 중앙) (3)
(솔레노이드 끝값) (4)
이 된다.
3. 실험 기구 및 장치
① 컴퓨터 및 인터페이스 장치
② power amplifier
③ 전원장치(15V-5A)
④ 솔레노이드 (감긴 횟수 2900회, 600회, 350회)
⑤ 버니어 캘리퍼
⑥ A베이스 및 지지막대
⑦ 자기장센서, 홀더
⑧ 회전센서, 톱니막대
⑨ 리드선, 랩 짹