Hall sensor
자계를 검출하는데 사용하는 센서로서 자계가 있는 곳에서 센서가 그 자계의 세기에 따라 전류를 유도하여 주는 것이다. 자계를 측정하는 센서로는 홀센서와 홀IC가 있다. 홀센서는 자계를 측정하여 유도되는 전류를 필터와 증폭기를 통하여 이용하여야 하지만 홀IC는 내부적으로 증폭기가 구성되어있다.
홀 센서에 공급되는 전류 일정 ; 외부 자기장에 어느 정도 비례한 일정한 출력 전압 얻음(홀 소자 자체의 비선형성 때문)
직선도선에서의 자기장
직선 도선 주위의 자침의 움직임 : 도선 주위에 놓인 나침반의 N극이 가리키는 방향을 따라 나침반을 옮겨가면 하나의 원이 그려진다. 이 선이 직선 전류가 만드는 자기장을 표시하는 자기력선이 된다.
1) 자기력선은 도선을 중심으로 하는 동심원이 된다.
2) 도선에서 멀어질수록 자기장이 약해진다.
3) 전류의 방향을 반대로 하면 자기력선의 방향도 반대로 된다.
자기장의 표시 : 직선 도선에 흐르는 전류가 만드는 자기장을 자기력선으로 그리면 다음 그림과 같이 도선을 중심으로 하는 동심원이 된다.
도선에서 거리가 r 되는 지점의 자기장 B= (진공중의 투과율) =4π*(T․m/A)
실험 방법
1. 직선도선의 자기장
1) 그림과 같이 직선도선을 설치하고 전원공급기를 연결한다. (전원off)
2) 접선방향 probe를 테슬라 메타에 연결하고 이동트랙을 장착한다.
3) probe가 도선에 중앙에 수직하게 닿을 만큼 트랙을 이동시키고 영정을 잡는다.
4) probe 앞부분에 부착되어있는 센서가 직선도선에 수평이 되도록 한다.
5) 테슬라 메타의 전원을 켜고 range조정 스위치를 최소단위로 조정(20mT)하고 영점조절 스위치를 눌러 영점을 잡는다.
6) 영점이 나오고 1초 뒤 스위치를 누름을 해제한다.
7) 이제 전원공급기의 전원을 켜고 전류를 3A에 맞춘다.
8) probe를 이동시키고 거리변화에 따른 자기장 변화 값을 기록한다.
9) 5회 이상 측정하여 기록하고 측정 후 중점을 측정하고 길이를 보정한다.
10) 이론적인 자기장 값과 실험값을 비교한다.
2. 원형도선에서의 자기장
1) 그림과 같이 원형코일을 설치하고 전원공급기와 연결한다. (전원off)
2) 축 방향 probe를 테슬라 메타에 연결하고 이동트랙을 장착한다.
3) sensor가 도선의 중아에 오게 한다.(이때 probe 앞단에 센서의 위치에 유념한다.)
4) 테슬라 메타의 전원을 켜고 range조정 스위치를 최소단위로 조정(20mT)하고 영점조절 스위치를 눌러 영점을 잡는다.
5) 이제 전원공급기의 전원을 켜고 전류를 3A에 맞춘다.
6) probe를 이동시키고 거리변화에 따른 자기장 변화 값을 기록한다.
7) 직경이 다른 원형 코일로 교체하여 위의 과정을 반복한다.
주의 : 원형 코일에 고 전류를 흘리므로 전언을 켠 상태에서 손으로 만져 감전 당하지 않도록 한다. 또한 고 전류에 의해 열이 발생하므로 실험 시 화상에 유의한다.
3. 솔레노이드 코일에서의 자기장
1) 버니어 캘리퍼스를 이용 솔레노이드 코일의 규격을 측정한다.
2) 그림과 같이 원형코일을 설치하고 전원공급기와 연결한다. (전원off)
2) 축 방향 probe를 테슬라 메타에 연결하고 이동트랙을 장착한다.
3) 측정한 솔레노이드 코일의 규격을 이용 probe가 코일의 중심에 오게 한다.
4) 테슬라 메타의 전원을 켜고 range조정 스위치를 최소단위로 조정(20mT)하고 영점조절 스위치를 눌러 영점을 잡는다.
5) 전원공급기의 전원을 켜고 전류를 변경하면서 자기장을 측정한다.
6) 5회 이상 측정하여 기록하고 측정 후 평균값을 이론적 자기장 값과 비교한다.
주의 : 전류가 클 경우 코일에서 발생하는 열로 인해 제품의 파손으로 인한 신체의 손상의 우려가 있으니 1A이상의 전류를 흘리지 마십시오.
[일반물리학실험]암페어 법칙 레포트
본 실험에서는 세가지 모양의 도선에 전류를 주어 전류의 세기와 측정 거리에따라 자기장의 세기의 변화를 알아보는 실험을 하였다. 실험1은 직선 도선의 자기장 측정이다. 직선도선중심에서
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