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비오사바르의 법칙과 앙페르의 법칙실험 보고서
1.abstract
(1) purpose
직선 도선에 전류를 흘리고 주위의 자기마당을 홀-센서를 사용하여 측정.전류의 크기, 방향 및 전류가 흐르는 도선으로부터의 거리, 위치에 따른 자기마당의 변화를 조사하여 비오-사바르(biot-savart)의 법칙과 앙페르(ampere)의 법칙을 확인.
(2) theory
이번 실험에서 사용할 이론은 비오-사바르 법칙
rmd{vecb} mu 0 over 4pi cdot {i cdot d{vecs} times vecr} over r^3
간단히 설명하면 자기장의 크기가 도선에 흐르는 전류, 전류-변위간 방향각rmtheta
의 사인함수, 그리고 거리의 역승에 비례한다는 것이다.연속 자기분포일 경우 위의 식을 벡터적으로 적분하면 도선 전체의 자기장을 구할 수가 있다.
앙페르의 법칙 rm oint vecb cdot vecs mu 0 imu 0 (i 1-i 2 ) (여기서 i1 i2는 폐곡선 내의 두 지점의 전류)
앙페르 법칙과 비오-사바르 법칙의 관계는 가우스법칙과 쿨롱의 법칙의 관계라고 보면 될 것이다 이 경우 우리는 기하학적 대칭성을 이용하면 더욱더 쉽게 생각할 수 있다.
그리고 웹 지침서를 보면 위 법칙을 이용해 솔레노이드의 자기에 대해 유도할 수 있다.
2.data & result
전류a
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
0.14
0.16
0.18
0.20
자기마당g
3.65
5.46
7.82
8.50
11.8
13.4 (이하 생략)
