전자석의 원리와 전자석의 세기를 강하게 하는 방법

소개글

전자석의 원리와 전자석의 세기를 강하게 하는 방법에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 전자석은 코일 속에 철심을 넣지 않으면 매우 약하다.
철심을 넣은 경우와 넣지 않은 경우 전자석의 세기를 비교보고 철심을 넣으면 전자석이 세어지는 이유를 설명했다.

2. 에나멜선의 감은 수에 따라 전자석의 세기가 어떻게 달라지는지 알아 보았다.

3. 전류의 세기에 따라 전자석의 세기가 어떻게 달라지는지 알아보았다.

본문내용

의해 자화되어 자석이 된 것을 전자석이라 한다.
④ 전류가 흐를 때 자석이 되는 일시 자석이다.
2. 에나멜선의 감은 수에 따라 전자석의 세기가 어떻게 달라지는지 알아 볼 것
《실험 결과》
<실험 1>-침핀이 붙는 개수로 자기장 세기 측정
*통제 변인: 전류의 세기(0.14A), 쇠못의 길이(9cm), 쇠못의 굵기(지름 0.3cm), 에나멜선의 굵기(0.1cm), 침핀의 총 개수(50개 단, 150번 감은 경우는 60개)
△50번 감은 경우 △100번 감은 경우 △150번 감은 경우
1회
2회
3회
4회
5회
평균
50번
11
10
9
10
9
9.8(개)
100번
28
28
22
26
23
25.4(개)
150번
51
45
49
48
46
47.8(개)
<실험 2>-클립을 당기기 시작한 거리로 자기장의 세기 측정
*통제 변인: 전류의 세기(0.14A), 쇠못의 길이(9cm), 쇠못의 굵기(지름 0.3cm), 에나멜선의 굵기(0.1cm), 클립의 굵기(0.1cm), 클립의 길이(3.5cm)
△50번 감은 경우 △100번 감은 경우 △150번 감은 경우
1회
2회
3회
4회
5회
평균
50번
0.2
0.15
0.1
0.1
0.25
0.16(cm)
100번
0.6
0.5
0.6
0.65
0.5
0.57(cm)
150번
0.8
0.7
0.8
0.8
0.8
0.78(cm)
그렇다면, 왜 에나멜선을 많이 감을수록 전자석이 세어질까?
첫째, 코일의 개수가 늘수록 자기장이 더 많이 생기기 때문이다.
자기장을 만드는 에나멜선 즉 원형 코일이 1개일 경우 1의 자기장을 만들었다면 이런 코 일이 N개가 될수록 그 수는 증가하여 자기장은 더욱 중첩되어 그 세기는 코일의 감은수와 비례하게 된다. 따라서 에나멜선의 감은수가 늘어날수록 전자석은 세지는 것이다.
둘째, 코일의 옆면으로 자기장이 새나가는 것을 막을 수 있다. 코일에 전류가 흘러 자기장이 생길 때는 코일 사이사이로 새어나가는 자기장이 있다. 에나멜선을 많이 감을수록 더 조밀해지므로 자기장이 새어나가는 것을 막을 수 있다.
<그림5> 그림 출처 : Jones, Childers, 「일반물리학」(주)북스힐, 2000, p.549
3. 전류의 세기에 따라 전자석의 세기가 어떻게 달라지는지 알아볼 것
《실험 결과》
<실험 1>- 침핀이 붙는 개수로 자기장의 세기 측정
*통제 변인: 쇠못의 길이(9cm), 쇠못의 굵기(지름 0.3cm), 에나멜선의 굵기(0.1cm), 에나멜선의 길이(117cm), 에나멜선을 감은 횟수(50번), 침핀의 총 개수(50개)
△0.14A일 경우 △0.24A일 경우 △0.34A일 경우
1회
2회
3회
4회
5회
평균
0.14A
(전지1개)
11
10
9
10
9
9.8(개)
0.24A
(전지3개)
31
30
37
32
33
32.6(개)
0.34A
(전지6개)
45
42
44
45
46
44.4(개)
<실험 2> - 클립을 당기기 시작한 거리로 자기장의 세기 측정
*통제 변인: 쇠못의 길이(9cm), 쇠못의 굵기(지름 0.3cm), 에나멜선의 굵기(0.1cm), 클립의 굵기(0.1cm), 클립의 길이(3.5cm), 에나멜선의 길이(210cm), 에나멜선을 감은 횟수(100번)
△0.14A일 경우 △0.24A일 경우 △0.34A일 경우
1회
2회
3회
4회
5회
평균
0.14A
0.5
0.5
0.6
0.4
0.5
0.5(cm)
0.24A
0.8
0.75
0.7
0.8
0.6
0.73(cm)
0.34A
1.1
1.2
1.2
1.2
1.3
1.2(cm)
그렇다면, 왜 이렇게 전류의 세기가 커질수록 전자석의 세기가 세어질까?
전하의 이동, 즉 전류의 흐름이 자기장을 만들게 되는 것이므로 자기장은 전류의 세기에 비례한다.
참고 자료
1. 양윤석, 여종한,「쉽게 풀어 쓴 전기자기학」 도서출판 정일, 2001
2. Jones, Childers, 「일반물리학」(주)북스힐, 2000
3. 교사용 지도서 과학 6학년 1학기
4. 인터넷 사이트 http//www.magnet4u.com/kor/new_lib/p1_03.htm
5. 인터넷 사이트 http://www.scienceall.com/index.html
6. 그림 출처 http://blog.naver.com/tnsdktjd.do?Redirect=Log&logNo=60006736670
7. 그림 출처 http://www.cbesr.or.kr/upload/education/webstudy/%B0%ED/%B1%E2%C5%B8/1/7/chapter1/1-7/7-3-1.htm

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