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자기장

Overview

출처: 용피 첸 박사, 물리학 및 천문학학과, 과학 대학, 퍼듀 대학, 웨스트 라파예트, IN

자기장은 전류와 같은 이동 전하에 의해 생성될 수 있다. 전류에 의해 생성된 자기장은 Maxwell 방정식에서 계산할 수 있습니다. 또한, 바 자석과 같은 자기 물체는 재료 내부의 미세한 전하 역학으로 인해 자기장을 생성할 수도 있다. 자기장은 자기장에 비례하는 힘으로 다른 이동 전하 또는 자기 물체에 자기력을 발휘합니다. 자기장은 전자기의 기본이며 나침반에서 자기 공명 이미징에 이르기까지 많은 실용적인 응용 분야를 뒷받침합니다.

이 실험은 자기장에 맞는 작은 나침반 바늘 자석을 사용하여 영구 바 자석뿐만 아니라 전류에 의해 생성 된 자기장을 보여줍니다. 이 실험은 또한 다른 전류 운반 와이어에 전류에 의해 생성 된 자기장에 의해 가해지는 힘을 보여줍니다.

Procedure

1. 자기장 선 시각화

  1. 직선 전도 와이어(최소 몇 cm 길이)와 DC 전류 소스세그먼트를 가져옵니다.
  2. 중간에 구멍이 뚫린 접시와 접시에 여러 개의 작은 나침반 바늘이 있는 접시를 얻고, 각각 핀에 장착되어 자유롭게 회전할 수 있습니다.
  3. 직선 단면이 플레이트에 수직이 되도록 구멍을 통해 전도 와이어를 공급합니다. 도 2a에도시된 대로 전도 선을 DC 전류 소스에 연결합니다. 클램프가 있는 케이블로 연결할 수 있습니다.
  4. 와이어에서 전류 소스를 켜고 공급 +5 A의 와이어. 나침반 바늘의 동작을 관찰한다.
  5. 전류를 -5 A로 되돌리고 나침반 바늘의 동작을 다시 관찰합니다.
  6. 전도 와이어 및 현재 소스를 분리하고 제거합니다. 도 2b에도시된 바와 같이, 자석의 북쪽 끝이 플레이트에 더 가깝게, 보드와 평행한 긴 축을 가진 영구

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Results

단계 1.3-1.4의 경우 전류가 켜지기 전에 나침반 바늘이 무작위로 지향됩니다. 와이어에서 위에서 아래로 흐르는 전류를 전환한 후 나침반 바늘은 도 4a(상단 보기)에 묘사된 대로 원형 패턴의 로컬 자기장과 정렬됩니다. 전류를 반전하면 그림 4b에묘사된 대로 나침반의 방향과 마찬가지로 자기장이 반전됩니다.

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Application and Summary

이 실험에서, 우리는 로컬 자기장을 지향 나침반 바늘을 사용하여 자기장을 시각화했다. 우리는 또한 다른 거의 병렬 전류에 전류에 의해 생성 된 자기장의 Lorentz 힘을 시연했다.

자기장은 일상 생활과 기술에서 중요한 역할을 합니다. 그들은 일반적으로 사용되는 바 자석 또는 "부엌 자석"뿐만 아니라 전자석 (솔레노이드)에 의해 생성되며 다른 자기 물체를 집어 드는 데 사용...

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Magnetic FieldsElectromagnetismCompassesMagnetic Resonance ImagingB fieldsMoving ChargesElectrical CurrentBar MagnetsMicroscopic DynamicsVisualize Magnetic FieldsCurrent carrying ConductorPermanent Bar MagnetForce ExertedMagnetic Field LinesDistribution Of Magnetic FieldsTangent DirectionStrength Of Magnetic FieldCurrent Conductor ConfigurationsLong Straight WireCircular Tangent DirectionNorth PoleSouth Pole

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0:07

Overview

0:52

Principles of Magnetic Fields

3:37

Visualization of Magnetic Field Lines

5:28

Effect of Magnetic Fields – Lorentz Force

6:36

Data Analysis and Results

8:27

Applications

9:34

Summary

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