헬름홀츠 코일에 의해 발생되는 자기장을 조사하고 헬름홀츠 코일간의 자기장의 세기를 측정하며 코일간의 떨어진 거리와 자기장의 세기를 이해 한다.
◎ 배경이론
- 헬름홀츠 코일(독일어: Helmholtz-Spule)은 거의 균일한 자기장을 발생시키기 위한 장치이다. 독일 물리학자 헤르만 폰 헬름홀츠의 이름을 따서 명명되었다.
헬름홀츠 코일을 두 개의 동일한 원형 코일로 이루어져 있다. 두 코일은 실험 영역을 사이에 두고 중심축을 공유하며 서로 나란하게 위치해 있다. 이때 두 코일 사이의 거리 는 코일의 반경 과 같으며 각각의 코일에는 동일한 세기의 전류가 동일한 방향으로 흐른다.
헬름홀츠 코일의 중간 지점에서 균일하고 강한 자기장이 형성되는 이유→ 똑같은 모양의 두 원형코일을 그 간격이 원형코일의 반경과 같도록 평행하게 배 치하고 같은 방향으로 전류를 흘려주면 두 코일간의 중간지점에서 균일하면서도 가장 큰 자기장이 얻어진다.(5) 전자의 전하량은 1.602 TIMES 10 ^-19 C이다. 전자의 비전하 측정값으로부터 전자의 질량 을 구해본다.→ 전자의 전하량을 실험을 통해 알아낸 전자의 비전하 값으로 나누어주면 전자의
실험방법○e/m측정(1) 이 실험기기는 세 개의 전원회로, 즉 필라멘트 전원, 전자 가속전원 및 헬름홀쯔 코일전원으로 구성되어 있다. 각각의 적정 전압이 있으므로 우리는 먼저 실험에 임하기 전에 넘어서는 안되는 전압을 숙지하였다. (2) 필라멘트 6.3 VAC 전원을 가한다. 우리는 6.3V가 넘지 않도록 최대한 주의를 기울였다. 필라멘트가 달구어질 때까지 2∼3분 기다린다. (3) 전자 가속전압을 0V에서부터 서서히 증가시켜 가속전압이 150V~270V가 되게 하였
실험으로부터 구하게 된다.(4)2-3-1. 반경 측정회전 반경 은 아래 그림 1의 진공판 내 좌표면의 와 축 값과 다음의 관계식을 이룬다.(5)그림 1 2-3-2. 자기장 세기측정자기장 는 헬름홀쯔 코일에 공급되는 전류 에 의하여 결정되며 식 6과 같이 계산할 수 있다.(6)는 식으로부터 이다. (코일의 감은횟수 은 300회 코일의 반경 은 )3. 실험장치그림 2 편향실험용 진공관Tube (진공관) 1개High voltage power supply 5 kV 2대Helmholtz pair of coils 1조DC power supply 20 V, 5
불안정하게 그려졌지만 유도기전력그래프는 깔끔하고 안정하게 그려졌다. 이것은 인덕터에 의한 것으로 이러한 교류전압을 바로 잡아줌을 알 수 있다. ▶ 고등학교 때는 유도기전력에 영향을 끼치는 값으로는 직류전원일 때 코일의 감은 수, 시간당 자기장의 변화 등이 있었지만, 이번 실험을 통해 유도기전력은 교류전압을 준 상태에서 주파수가 큰 영향을 끼침을 알 수 있었다.7.참고문헌유도기전력에 관해서http://100.naver.com/100.nhn?docid=121924
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