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프레밍의 왼손법칙 - 전자기력으로 도는 필름통 목록

조회 : 19394 | 2005-01-11

1. 실험 목적
대부분의 가전 제품에 들어 있는 전동기(모터)는 어떻게 힘을 만들까? 전동기는 플레밍의 왼손법칙을 응용한 것이다. 전기적인 에너지를 역학적 에너지로 바꾸는 장치인 모터는 자석 사이에 전류를 흘려보내 힘을 얻는다. 유명한 플레밍의 왼손법칙이 어떻게 작용하는지 필름통을 이용해 알아보자








2. 실험준비물
자석(지름30mm), 건전지(AA, 1.5V), 압핀, 알루미늄호일, 투명 접착 테이프, 가위, 자석(N극과 s극이 구별 가능한), 필름통













3. 실험방법
① 자석을 알루미늄 호일로 감싼다.
② 알루미늄 호일을 폭을 1cm, 길이는 필름통을 감싸고도 1cm정도 남게 자른다.
③ 알루미늄 호일로 필름통을 감싸고 필름통 중앙에 압핀을 눌러 꽂는다. 투명 접착테이프로 알루미늄 호일을 필름통에 고정시킨다.
④ 알루미늄으로 감싼 자석 위에 건전지를 올려놓고 필름통을 덮어보자. 필름통을 감싼 알루미늄 호일은 자석엔 닿고 바닥에 닿지 않도록 해야 한다.
⑤ 필름통이 회전하는 방향을 관찰하자. 그리고 건전지의 N극과 S극을 바꾼 후 필름통이 도는 방향을 관찰하자












4. 실험 속 과학원리
플레밍의 왼손 법칙이란?
자기장 내에 전선을 넣고 전류를 흘리면 전선 주위에 발생하는 자기장으로 인하여 전선에 힘이 작용한다. 이를 전자기력이라고 한다. 플레밍의 왼손법칙은 힘(전자기력)의 방향을 알고자 할 때 사용한다. 그림에서 F는 힘, B는 직선전류의 자속, I는 자석에 의한 기전력이다.
ㄴ


힘(전자기력)은 어떻게 발생하는 것일까?
자기장 속에 직선전류를 넣어 전류를 흘리면, 자기력과 전류에 의한 자계가 합성된다. 합성은 균등하게 일어나지 않는데, 이러한 차이 때문에 힘(전자기력)이 발생한다. 즉 도선의 왼쪽에서는 자기력선과 전류의 자계가 서로 합성되어 빽빽해지고(압력이 크다), 반대로 오른쪽에서는 둘이 서로 상쇄되어 드문드문해진다(압력이 작다). 그 결과 도선은 자기력선이 밀집하고 있는 왼쪽에서 오른쪽 방향으로 힘을 받게 된다.





ㅁ


전동기의 작동 원리는?
전동기(모터)는 전류에 의해서 발생하는 자기작용을 이용하여 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시키는 장치로 작동 원리는 플레밍의 왼손 법칙이다. 자속(자속밀도 B)이 있는 공간의 도체에 전류(I)를 흐르게 하면 그 도체에 힘(F)이 발생하며 왼손의 엄지손가락, 집게 손가락, 가운데 손가락을 서로 직각으로 벌리고 집게 손가락을 자기장(자속)의 방향으로 향하게 하고 가운데 손가락은 전류의 방향을 가리키면 엄지 손가락 방향으로 힘이 발생한다.








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