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[실험 레포트 보 고서] 3.자기력 측정(예비＋결과).hwp
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[실험 레포트 보 고서] 3.자기력 측정(예비+결과)
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1. 실험목적 : 균일한 외부 자기장 내에서 도선에 전류가 흐를 때 도선이 받는 힘을 측정하여 그 힘이 전류, 도선의 길이, 자기장의 세기와의 관계에 대해 살펴보고 전동기와 발전기의 원리를 이해한다.
2. 이론
전류는 운동전하의 집합이다. 외부 자기장 B 내에서 길이 L 의 도선을 따라 전류 i 가 흐를 때 금속 도선속의 전류 I 는 전도전자에 의하여 운반되는데, 이러한 전도전자들에 작용하는 힘은 로렌츠 법칙
F = q v x B
에 의해 주어진다. 주어진 시간 t (=L/vd) 동안 도선의 단면을 통과하는 전하량은 Q = It = IL/vd (vd: 전자의 유동속도) 이므로 FB = QvdBsinθ = (IL/vd)vdBsin90° 이 되고, 도선이 받는 힘은 FB = ILB 이다.
그러므로 전류의 크기를 I, 도선의 길이를 L, 자기장의 세기를 B, 자기장과 도선 사이의 각을 θ라 하면 자기장내에서 전류가 흐르는 도선이 받는 힘의 크기와 방향은 벡터외적에 의해 다음과 같이 표현된다
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