전류의 세기와 거리에 따른 도선 주변 자기장 세기 변화에 대한 실험적 고찰

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1 전류의 세기와 거리에 따른 도선 주변 자기장 세기 변화에 대한 실험적 고찰
전류의 세기와 거리에 따른 도선 주변 자기장 세기 변화에 대한 실험적 고찰 김천고등학교 물리과제연구팀 고재찬, 권구혁, 손동현, 채종현

2 목차 주제 선정 동기 이론적 배경 실험 결과 결론

3 주제 선정 동기

4 이론적 배경 앙페르의 법칙 (Ampere's law)
전류가 흐르고 있는 도체 주위에는 자계가 발생하며, 자계의 방향을 오른 나사의 회전 방향으로 잡으면 전류의 방향은 그 나사의 진행 방향이 된다는 것을 설명한 법칙이다.

5 이론적 배경 비오 사바르(Biot-Savart) 법칙

6 실험 직선도선: 측정 장소에서 전류에 따른 자기장 세기 변화 측정
원형 도선: 측정 장소에서 전류에 따른 자기장 세기 변화 측정 솔레노이드: 측정 장소에서 전류에 따른 자기장 세기 변화 측정

7 결과 그래프 1로 나타낸 결과 거리가 증가함에 따라 자기장의 세기가 감소하는 것을 관측할 수 있었다. 또한 추세선을 그려본 결과 비례관계가 성립함을 볼 수 있었다. 직선 전류에서의 실험 결과 직선 도선에 흐르는 전류의 세기와 자기장은 비례관계에 있음을 알 수 있다.

8 결과 측정한 자기장의 세기를 (거리^2+r^2)^(-3/2)의 함수로 나타낸 것이 그래프 4이다. 측정한 결과가 일직선 위에 배열되는 것을 확인할 수 있었다. 원형 도선에서의 실험 결과 그래프로 나타낸 결과 그 점들을 선형으로 나타낸 평균 직선 위에 분포하는 것을 볼 수 있었다. 이를 통해 전류의 세기와 유도자기장의 세기는 비례 관계에 있다는 것을 알 수 있었다.

9 결과 솔레노이드에 흐르는 전류의 세기에 따른 그래프로 나타낸 결과 그 점들을 선형으로 나타낸 평균 직선 위에 분포하는 것을 볼 수 있었다. 전류의 세기와 유도자기장의 세기는 비례 관계에 있다는 것을 알 수 있었다. 솔레노이드에서의 실험 결과

10 결론 여러 가지 형태의 도선 주변의 자기장의 세기를 거리와 전류를 바꾸어 가며 측정하여 그 관계를 살펴보았다.
직선 도선을 이용한 실험에선 거리와 자기장의 세기, 그리고 전류의 세기와 자기장의 세기를 비교해보았다. 거리가 증가함에 비례하여 자기장의 세기가 감소하는 경향을 볼 수 있었다. 전류의 세기가 증가함에 따라선 직선 도선에 흐르는 전류의 세기와 자기장이 비례관계에 있음을 그래프를 통해서도 알 수 있었다. 원형 도선의 경우 거리가 증가함에 따라 자기장의 세기가 감소하는 경향을 띄는 것을 관측할 수 있었다. 하지만 정확히 비례하지는 않음을 볼 수 있었다. 전류의 세기와 유도 자기장의 세기는 직선 도선과 같이 비례함을 볼 수 있었다. 솔레노이드에서의 전류의 세기와 유도 자기장의 세기 서로 반비례관계에 있음을 그래프를 통하여 확인할 수 있었다.

11 감사합니다.