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Intro ......

 

여기서 는 에 흐르는 전류의 방향과 자기장 방향 사이의 각이다. (2) (2) 회련적과 정적 평형 조건 (3) 여기서 은 회전 팔길이이고, 코일의 전류는 같은 방향이므로 Helmholtz 코일 중심에서의 자기장의 세기는 다음과 같다. 그림 2와 같은 원운동의 경우 힘 는 항상 회전 팔길이 에 수직하므로,, 원형코일의 중심으로부터 만큼 떨어진 위치에서 자기장 세기는 다음과 같다. …(생략) [물리학실험 레포트 보고서] 전류 천칭을 이용한 자기장 측정. Helmholtz 코일에 의한 자기장이 코일 내부에서 거의 균일하게 분포한다고 가정하면, (-)부호는 시계 방향을 나타낸다.hwp (첨부파일).hwp [물리학실험 레포트 보고서] 전류 천칭을 이용한 자기장 측. , 감은 수가 인 원형코일에 전류 가 흐를 때, 그림 3에서 자기장의 방향은 전류 고리의 길이가 인 부분과는 평행하고 길이가 인 부분과 의 각을 이룬다.hwp [물리학실험 레포트 보고서] 전류 천칭을 이용한 자기장 측정.물리학실험 레포트 보고서 올립니다 전류 천칭을 이용한 자기장  ......

 

 

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5강 전류 천칭을 이용한 자기장측정 실험

1) 이론

 

(1) Helmholtz 코일 중심에서의 자기장

 

그림 1와 같이 반지름이 인 두 개의 원형코일로 이루어진 Helmholtz 코일은 두 원형코일이 코일의 반지름 만큼 떨어져 있고 같은 방향으로 전류가 흐른다. 반지름이 , 감은 수가 인 원형코일에 전류 가 흐를 때, 원형코일의 중심으로부터 만큼 떨어진 위치에서 자기장 세기는 다음과 같다.

(1)

여기서 는 진공의 투자율(permeability)이다. 그림 1에서 두 원형코일중심 사이의 중간 지점을 원점으로 잡으면, 원점은 원형코일의 중심으로부터 만큼 떨어져있고, 코일의 전류는 같은 방향이므로 Helmholtz 코일 중심에서의 자기장의 세기는 다음과 같다.

(2)

(2) 회련적과 정적 평형 조건

(3)

여기서 은 회전 팔길이이고, 는 와 사이의 각이다. 그림 2와 같은 원운동의 경우 힘 는 항상 회전 팔길이 에 수직하므로, 식 (3)은 다음으로 주어진다.

(4)

여기서 (+)부호는 축에 대하여 물체의 회전이 반시계 방향임을 나타내고, (-)부호는 시계 방향을 나타낸다. 회전력의 단위는 이다.

 

- 총 외력의 합은 0이어야 한다.

(평형 제 1조건: 병진 평형 조건)

- 총 외부 회전력의 합은 0이어야 한다.

(평형 제 2조건: 회전 평형 조건)

정적 평형 상태에 있는 물체는 다음의 두 가지 조건을 만족하여야 한다.

 

(3) 전류 천칭에서의 회전력

그림 3과 같이 삼각형의 받침대를 기준으로 회전 운동할 수 있는 전류 천칭이 정적 평형 상태인 경우를 고려하자. 받침대의 왼쪽에는 직사각형 전류 고리의 끝이 Helmholtz코일의 중심부분에 놓여 있다. 전류 가 흐르는 전류 천칭이 Helmholtz 코일에 의한 자기장 에 의해 받는 자기력 는

(5)

이고, 여기서 는 에 흐르는 전류의 방향과 자기장 방향 사이의 각이다. Helmholtz 코일에 의한 자기장이 코일 내부에서 거의 균일하게 분포한다고 가정하면, 그림 3에서 자기장의 방향은 전류 고리의 길이가 인 부분과는 평행하고 길이가 인 부분과 의 각을 이룬다. 따라서 길이가 인 부분의 경우 자기력은 이다. 식 (4)로부터 자기력 에 의한 회전력은 다음과 같다.

…(생략)

 

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