전자기가상실험실 검색 결과

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전자기유도(가상실험)

[전자기 유도] 솔레노이드 근처에서 자석이 운동하거나 자석 근처에서 솔레노이드가 운동할 때, 솔레노이드에 전류가 발생하는 현상을 전자기유도라고 한다. 회로에 전류가 흐르려면 회로 양단의 전압을 일정하게 유지시키는 기전력이 필요하다. 솔레노이드와 자석의 상대적인 운동은 솔레노이드 양단에 기전력을 만들어 낸다. 이 기전력을 유도기전력이라 하고, 이때 흐르는 전류를 유도전류라고 한다. 1834년 독일의 과학자 렌츠는 유도 전류가 만드는 자기장의 방향이 솔레노이드를 통과하는 자기력선속의 변화를 방해하는 방향이라는 것을 발견하였다. 이것을 렌츠의 법칙이라고 한다. 그림 (가)와 같이 자석의 N극을 솔레노이드에 가까이 접근시키면 솔레노이드를 지나는 자기력선속이 증가하므로, 유도전류는 자기력선속이 증가하는 것을 방해..
전자기가상실험실/전자기력과 전자기유도 2016. 3. 16. 14:34

맴돌이전류-가상실험

맴돌이 전류가 흐르면 줄열이 발생되므로 에너지 손실이 생긴다. 왜냐하면 이때, 원판의 A부분에는 접근할려는 자석에 의한 자기력선의 증가를 방해하도록, 원판 윗면 A에 N극을 생기게 하는 맴돌이(소용돌이) 전류가 생겨서 흐르고, B부분에는 멀어질려는 자석에 의한 자기력선의 감소를 방해하도록 원판 윗면이 S극이 생기도록 맴돌이 전류가 발생하여 흐르게 되기 때문이다. 그림(c)와 그림(d)는 물체가 자기장과 멀어질 때, 자기장이 약해지는 것을 방해하기 위해 외부 자기장과 같은 방향의 자기장을 만들기 위해 도체에 맴돌이 전류 i가 만들어지는데, 이 i에 의해 속도와 반대 방향으로 힘이 발생해 운동을 정지시키려 한다는 것을 나타낸다. 이렇게 유도된 자기력은 마찰력과 유사한 성질을 갖는다. 아래 내용은 맴돌이 전류..
전자기가상실험실/전자기력과 전자기유도 2015. 8. 18. 15:10

전기적위치에너지-가상실험

| 전위와 등전위면 | 전기장 내에 있는 전하는 전기력을 받으므로, 이 힘으로 일을 할 수 있는 능력인 퍼텐셜 에너지를갖는다. 전하가 전기장내에서 갖는 퍼텐셜에너지는 어떤 특징이 있는지 알아보자. 그림 (가)와 같이 지구의 중력장 내에 있는 물체를 중력과 반대 방향인 높은 곳으로 올리려면 물체에 일을 해 주어야 한다. 이때 해 준 일만큼 중력에 의한 퍼텐셜 에너지는 증가한다. 그림 (나)와 같이 아래 방향으로 균일한 전기장이 형성되어 있는 공간에 전하 +q가 있으면 전하는 전기장의 방향으로 힘을 받게 된다. 따라서 전하 +q를 전기장과 반대방향으로 옮기기 위해서는 외부에서 일을 해 주어야 한다. 이때 외부에서 해 준 일만큼 전하의 전기력에 의한 퍼텐셜 에너지는 증가한다. 전기력에 의한 퍼텐셜 에너지를 전..
전자기가상실험실/전기장과 정전기유도 2015. 7. 27. 13:07

변압기의 원리(가상실험)

[변압기의 원리] 그림과 같이 두 솔레노이드 1차 코일과 2차 코일을 모두 하나의 연철심에 감으면, 이상적인 경우 코일에서 발생하는 자기력선이 모두 연철심을 따라서 형성되기 때문에 1차 코일과 2차코일의 자기력선속 Φ1, Φ2의 크기는 같다. 교류는 전류의 세기가 시간에 따라 계속 변한다. 따라서 1차 코일에 교류를 공급하면 2차 코일에 전자기 유도에 의한 기전력이 계속 발생한다. 패러데이 전자기 유도 법칙에 의하여 도선을 N1번 감은 1차 코일에 공급되는 기전력 V1과 발생하는 자기력선속 Φ1의 관계는 다음과 같다. 2차 코일의 도선이 감긴 횟수가 N2라면 2차 코일에 유도되는 기전력 V2는 다음과 같다. Φ1= Φ2이므로 식1 과 식2에서 이다. 따라서 1차 코일과 2차 코일에 도선을 감은 비를 조절..
전자기가상실험실/전자기력과 전자기유도 2015. 7. 24. 09:35

자속 자속밀도-가상실험

|자속과 자속밀도| 전자기 유도 현상은 코일을 지나는 자속의 변화가 있을 때 생긴다. 이를 정량적으로 나타내기 위해서 다음과 같이 정의되는 자속(자기력선속, 또는자기다발)을 사용한다. 위 그림의 왼쪽처럼 면적이 A인 면이 자기장에 수직하다면 B·A를 면을 통과하는 자속 Φ라 한다. 오른쪽과 같이 면에 수직한 방향과 자기장의 방향이 θ의 각도를 이루면, 이 면을 통과하는 자속 Φ는 자기장에 수직하게 투영된 면적 Acosθ와 자기장 B의 곱이다. 즉 이다. 따라서 자기장과 나란한 면을 통과하는 자속은 0이다. 전자기 유도 현상의 실험에서 관찰된 유도된 기전력은 다음과 같이 정량적인 관계로 표현할 수 있다. 즉, 닫혀진 고리 회로에 유도되는 기전력 V는 이 회로를 통과하는 자속 Φ의 시간적 변화와 의 관계를 ..
전자기가상실험실/자기장 2015. 7. 22. 16:37

전기력 전기장-가상실험

전기력과 전기장 1. 전기력：전하를 띤 물체 사이에 작용하는 힘 ⑴ 전기력의 종류：인력과 척력이 있다. 인력 척력 • 서로 끌어당기는 힘 • 다른 종류의 전하를 띤 물체 사이에 작용 • 서로 밀어내는 힘 • 같은 종류의 전하를 띤 물체 사이에 작용 ⑵ 전기력의 크기(쿨롱 법칙)：두 전하 사이에 작용하는 전기력 F는 전하량 q1, q2의 곱에 비례하고, 두 전하 사이 의 거리 r의 제곱에 반비례한다. ⑶ 전하량：어떤 물체가 띠고 있는 전하의 양 ① 전하량의 단위：C(쿨롬) ② 기본 전하량(e)：전자 1개가 갖는 전하량 2. 전기장：전하 주위에 생기는 전기력이 작용하는 공간 ⑴ 전기장의 세기：전기장 내에서 단위 양전하 q(+1C)가 받는 전기력의 크기가 F일 때, 전기장의 세기 E는 다음과 같다. ⑵ 전기장..
전자기가상실험실/전기장과 정전기유도 2015. 7. 22. 15:20

평행판 축전기-가상실험

축전기와 전기용량스마트폰의 터치스크린이 작동되기 위해서는 전기 에너지를 저장하는 장치가 필요하다. 전기 에너지를 저장하는 장치를 축전기라고 한다. 우리가 사용하는 대부분의 전자 기기 속에는 아래 그림과 같은 축전기가 사용되고 있다. | 축전기의 원리 |마찰에 의해 한 물체를 대전시키면 발생한 전하들이 서로 밀어내어 흩어져 많은 전하를 보존할 수 없다. 많은 양의 전하를 보존할 수 있는 방법은 두 개의 도체를 적절하게 떨어뜨려 놓은 다음 한쪽 도체에는 (+)전하로 다른 한쪽은 (-)전하로 대전시키면, 전하들이 서로 잡아당김으로써 두 도체에 많은 양의 전하를 저장할 수 있다. 위 그림과 같이 얇은 금속판 두 개를 일정한 거리만큼 떨어뜨려 서로 평행하게 배열시켜 만든 축전기를 평행판 축전기라고 한다. 전기 회..
전자기가상실험실/전류와 저항,축전기 2015. 7. 22. 14:44

쿨롱의 법칙-가상실험

| 쿨롱의 법칙 | 1785년 쿨롱(Coulomb, Charles Augustinde; 1736~1806)은 그림과 같은 비틀림 저울을 이용하여 전기력의 크기를 측정하였다. 비틀림 저울에서 두 금속구 사이의 전기력에 의하여 수정실이 비틀리므로 수정실이 비틀린 정도를 측정하여 전기력의 크기를 알 수 있었다. 쿨롱은 두 대전체 사이의 거리를 변화시키면서 전기력을 측정한 결과, 전기력의 크기가 거리의 제곱에 반비례하고, 두 대전체의 전하량의 곱에 비례하는 것을 발견하였다. 실험 결과를 정리하면 그림과 같이 거리 r만큼 떨어져 있는 전하 q1과 q2 사이에 작용하는 전기력의 크기 F는 다음과 같다. 이것을 쿨롱 법칙이라고 한다. 여기서 전하량의 단위로는 C(쿨롬)을 사용하며, 진공 중에서 비례 상수 k는 다음과..
전자기가상실험실/전기장과 정전기유도 2015. 7. 22. 12:02

사이클로트론-가상실험

| 사이클로트론 | 대전 입자를 가속시키는 입자 가속기는 로런츠 힘을 이용하여 입자를 여러 번 가속시킨다. 입자 가속기 중 하나인 사이클로트론은 아래 그림 (가)와 같이 속이 빈 D자형 금속통 두 개를 마주 보게 제작한다. 금속 상자의 수직 방향으로 강한 자기장을 걸어 주면 이온은 원운동을 하게 된다. 이온을 원운동하게 만드는 구심력은 로런츠 힘인 F=qvB이고 등속 원운동을 하는 입자의 구심력 F는 이므로 r은임을 알 수 있다. 따라서 입자의 원운동 주기 T는이다. 원운동 주기는 원운동 반지름 r와 속력 v에 무관하다. 그러므로 금속 상자에 의 시간 간격으로 (+)극과 (-)극이 바뀌는 교류를 걸어 주면 이온은 한쪽 상자에서 다른 쪽 상자로 건너갈 때마다 금속 상자와 이온 사이의 전기력에 의하여 가속되..
전자기가상실험실/전자기력과 전자기유도 2015. 7. 8. 08:42

속도선택기및질량분석기-가상실험

| 속도선택기와 질량 분석기 | 속도 선택기로 입사한 대전 입자 중에서 전기력 qE와 자기력 qvB1이 평형을 이루는 입자만 B2영역에 입사할 수 있다. B2 영역에서 등속 원운동을 하는 입자의 반지름은 다음과 같다. -->동위 원소의 존재를 알 수 있으며, 같은 전하량일 때 질량이 클수록 반지름이 크다.
전자기가상실험실/전자기력과 전자기유도 2015. 7. 7. 17:21