이 단원에서는 무엇을 공부할까?
자석에 의한 자기장의 성질을 이해하고, 자기장을 자기력선의 개념으로 설명할 수 있다. 전류가 흐르는 직선도선, 원형도선, 솔레노이드에 의한 자기장의 크기와 방향을 구할 수 있다. 전자기력을 이해하고 그 응용기구를 설명할 수 있다. 자기장 내에서 운동하는 대전 입자가 받는 힘을 이해할 수 있다. 자기장 내에서 대전 입자가 어떻게 운동하는지 이해하고 설명할 수 있다. 지구 자기장 :
지구는 하나의 거대한 자석 막대자석의 중앙을 실로 매달아 수평으로 걸어 놓으면 남북을 향해 정지한다. 나침반의 N극이 북쪽을 가리키므로 지리학적으로 북쪽에 있는 자극은 자기적으로는 S극이다. 그리고 지리학적으로 S극 근처인 지구자극이 자기적으로는 N극이다. 자석은 같은 극끼리는 서로 밀고, 다른 극끼리는 서로 당긴다. 자석의 분리
자석을 계속 나누어도 자석은 항상 N극과 S극이 쌍으로 존재 자극과 전하는 같다? 다르다?
: 자극(pole : 자석의 N극과 S극을 의미)은 전하와 비슷하지만, 매우 중요한 차이점이 있다.
같은 극끼리는 서로 밀어내고, 다른 극끼리는 서로 끌어당긴다.
: 자속(자기력선속) : 자속밀도(자기장) : 자기장의 세기를 의미
자속과 자속밀도 :
자기장의 세기를 표현 자속 또는 자기력선속 : 자기장에 수직인 단면을 지나는 자기력선의 총수 자속밀도 또는 자기장 : 자기장에 수직인 단위 면적을 지나는 자속S
B
단위 :1
Wb
1
T
m
2S
B
단위 :1
T
1
Wb/m
21
N/A
m
10
4G
직선 도선에 전류가 흐를 때 발생하는 자기장의 방향과 크기
r
I
B
r
I
k
B
r
I
B
2
10
7N/A
2
G
10
Wb/m
1
T
1
m
N/A
1
2
4
r
I
B
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I
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B
'
r
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B
2
10
7N/A
2
Solenoid : 원통막대에 도선을 한 방향으로 여러 번 감아 놓은 것, 원형 전류를 여러 개 겹쳐놓은 것과 같은 효과
n
B
I
B
B
k
''
nI
B
nI
7 2N/A
10
4
B
F
I
F
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F
BIl
F
전자기력의 크기
BIl
F
F
BIl
sin
· 전류의 방향과 자기장의 방향이 수직이 아닐 경우 : 자기장에 수직한 성분의 도선의 길이만을 고려!! : 자기장에 수직한 성분의 도선의 길이 전자기력의 방향
: 플레밍의 왼손 법칙F
B
자기장의 방향I
전류의 방향 힘의 방향전류계와 분류기
전류계는 회로에 직렬연결 전류계는 저항이 작아야 한다. : 이상적인 전류계의 저항은 0 전류계의 측정범위를 넓히려면 : 분류기를 사용 전류계의 최대 측정 전류가 1A 일 때, 최대 측정 전류를 10배로 하려면?
∴ 작은 값은 갖는 저항을 전류계에 병렬로 연결하여
(분류기)
사용
: 전류계의 측정 범위를 n배로 늘리려면 분류기의 저항을 코일 저항의 1/(n-1)배로
TIR
V
V
1
V
A
1
I
1
0r
V
1
V
A
10
I
0
.
1
TR
10
10
r
r
r
r
r
r
R
0 0 0 T1
1
1
0 0 Tr
r
r
r
R
r
0 1
이므로
10
1
1
Tr
r
R
r
r
r
r
1
10
1
1
10
9
1
1
9
r
r
전압계는 회로에 병렬연결 전압계는 저항이 크다.
전압계의 측정범위를 넓히려면
전압계의 최대 측정 전압이 1V 일 때, 최대 측정 전압을 10배로 하려면?
∴ 배율기를 전압계 가동 코일에 직렬로 연결하면 된다.
: 전압계의 측정 범위를 n배로 늘리려면 배율기의 저항을 코일 저항의 (n-1)배로
TIR
V
V
1
V
A
1
I
1
0r
V
10
V
A
1
I
10
TR
10
TR
V
I
10
새로운 저항
r
을
r
0에 직렬로 연결하면
010
Tr
r
R
r
0 1
이므로
r
9
따라서 새로운 저항의 r 값은
※ 자기장의 방향 : 스크린 속으로 들어가는 방향
qB
mv
r
qB mv r 2 Tv r
