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          상품번호 : 129
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          렌츠의 법칙
          판매가 35,000
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          품명 및 모델명 렌츠의 법칙
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          제조자
          A/S 책임자와 전화번호 또는 소비자상담 관련 전화번호 (주)나노게터스 1588-7668
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                렌츠의 법칙    


          맴돌이전류 (Eddy Current)를 보여주기 위한 데모기구로서 알루미늄 관과 2개의 원형네오디뮴자석으로 구성되어 있다.




          네오디뮴 자석을 두꺼운 벽의 구리나 알루미늄 관을 통해 떨어뜨리면 자석은 나선운동을 하게 되어 느리게 낙하하게 된다. 자석이 낙하하면서 움직이는 자기장이 이러한 관 모양의 도체에서 놀라울 정도의 강한 반대 자기장을 만들기 때문이다. 네오디뮴 자석은 자성이 매우 강하므로 자성의 영향을 받는 물체는 가까이해서는 안 된다.


              자기(Magnetism)의 유래

          자기는 고대 그리스 ‘마그네시아’ 언덕에서 어느 한 가축지기가 자신 신발의 네일(못)이 자철광이라고 하는 철산화물을 포함하는 바위에 달라붙는 것을 통해 최초로 발견되었다. 자철광 결정은 새들의 몸, 몇 몇 물고기 그리고 동물에서도 발견된다. 과학자들은 자철광이 동물들로 하여금 방향을 안내해 주는 나침반과도 같이 지구주위의 자기장을 감지하는데 도움을 준다고 믿는다. 지구자기장은 해로운 태양복사로부터 지구를 보호해 준다. 오늘날 세계적으로 자석은 발전소에서의 전기 생산으로부터 자동차, TV, 전화기, 전자장비 등 많은 용도로 이용되고 있다.


              렌츠의 법칙

          1834년 발표된 이론으로 예를 들면 자석이 구리관 속으로 낙하하면 자석 주위의 자기장은 계속해서 변한다. 이 자기장의 변화는 맴돌이전류 (Eddy Current)를 흐르게 하며 이 맴돌이전류는 낙하하는 자석을 밀어 올리는 자기장을 형성하게 되어 자석의 운동을 방해하게 된다. 그 결과 자석은 천천히 떨어지게 되는 것이다. 다시말해 구리관은 전기를 만들고 자석이 구리관 속을 통과할 때 전류는 자기장을 만들게 되는 것이다. 오늘날 렌츠의 법칙은 지하철이나 롤러코스터의 브레이크 시스템에서부터 전기계량기에 이르기까지 적용된다. 기차나 롤러코스터 레일에서 만들어진 맴돌이전류는 기차나 롤러코스터의 속력을 줄여준다.


              맴돌이전류- Eddy Current

          맴돌이전류 (Eddy Current)는 도체의 내부에서 국부적으로 소용돌이 모양으로 닫힌 통로를 흐르는 전류로서, 도체 내부를 지나는 자기력선속(磁氣力線束)의 변화로 인해서 생기는 전류로 와전류(渦電流) 또는 발견자의 이름을 따서 푸코전류(Foucault Current)라고도 한다.



           1.  부드러운 천으로 감싸진 구리관을 수직으로 세우고 강철마개를 구리관속으로 떨어뜨리는 실험을 여러 번 반복해 본다. 

                → 강철마개는 중력에 의해 자유낙하를 한다.

           

           2.  부드러운 천으로 감싸진 구리관을 수직으로 세우고 네오디뮴 자석을 떨어뜨리는 실험을 여러 번 반복해 본다.

                강철마개를 떨어뜨릴 때와 어떤 차이가 있는가?

                → 자석이 낙하하면서 작은 전류를 만들고 이 전류가 자석의 운동을 방해하는 자기장을 형성하므로 자석은 천천히 떨어진다.


           3.  부드러운 천으로 감싸진 구리관을 수직으로 세우고 작은 원판 네오디뮴 자석을 떨어뜨리는 실험을 여러 번 반복해 본다. 

               → 자석은 수직으로 낙하하지 않고 불규칙적으로 낙하한다. 자석 원판의 크기와 모양은 자석이 수직으로 떨어지지 못하게 한다.


           4.  알루미늄관을 플라스틱관에 연결하고 플라스틱관은 구리관에 연결하여 부드러운 천으로 감싼 후 수직으로 세우고 알루미늄관

              위쪽에서 네오디뮴자석을 떨어뜨려 보자. 어느 관에서 자석이 가장 빠를까? 

               → 플라스틱관은 전류와 자기장을 만들지 못하므로 이 부분을 지날 때는 자유낙하 한다.


           5.  금속제의 종이집게를 줄에 매달고 링 자석에 가까이해 보자. 작은 네오디뮴 자석으로도 같은 실험을 반복해 보자.

          어느 자석이 더 강한가?


          6.  손바닥에 링 자석을 놓고 손바닥 아래쪽에 원판의 네오디뮴자석을 가져가 보아라. 네오디뮴자석을 회전시키면 어떻게 될까?

               → 자기장은 손 위의 링 자석을 움직일 수 있을 정도로 강하다.

           

           7.  서로 붙어 있는 고리자석을 연필에 끼운 후 붙어 있는 자석을 차례대로 떼어 척력의 힘이 작용하도록 연필에 다시 끼운다.

              다른 자석에 대해서도 반복하면 자석이 접촉 하기까지 얼마나 많은 자석을 끼워야하는가?

              이번에는 맨 밑에 있는 자석을 밀쳐내어 보자. 어떤 현상이 일어나는가?


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