1.자기력을 설명할 수 있고, 자석에 의한 자기장을 나타낼 수 있다.

2.직선,원형 도선 주위에 생기는 자기장의 특성을 설명 할 수 있다.

3.강한 전자석을 만들기 위한 조건을 말할 수 있다.

1.전류가 흐르는 도선 주위에 나침반을 놓고 자침이 어떻게 움직이는지 관찰하고 움직이는 이유에 대해 생각해보자.

2.전기를 이용한 기계 중에서 전자석을 이용하지 않는 것이 드물 정도로 자기력은 우리 생활에 많이 사용되고 있다. 특히 장난감, 전기 모터, 발전기, 그리고 자동으로 움직이는 대부분의 기계에 자기력이 사용된다.
전류는 어떻게 이러한 자기력을 만들어 주는지 알아보자. 또 자기력은 우리 생활에 어떻게 편리하게 이용되는지 생각하여 보자.

3.우리 주위에서 전자석을 이용하는 기구들을 조사하고 작동 원리을 생각해보자.

  1) 자석과 자기장

막대 자석의 N극에 다른 막대 자석의 N극을 가까이 하면 서로 밀어내고, S극을 가까이 하면 서로 끌어당긴다. 이와 같이, 두 자석 사이에 작용하는 힘을 자기력이라고 한다.
나침반을 자석 가까이 놓으면 나침반의 자침은 자석으로부터 자기력을 받게 되어, 그림과 같은 모양으로 배열하게 된다. 이와 같이, 막대 자석이 자침의 방향에 영향을 주는 것은 막대 자석에 의한 자기력이 자침에 작용하기 때문이다.

자기력이 작용하는 공간을 자기장이라 하며, 자기장의 모양을 나타내는 선을 자기력선이라고 한다. 자기력선은 자기장의 모양을 그림으로 나타내기 위하여 만들어진 선이라고 생각하면 좋다. 또, 자기력선의 방향은 자침의 N극이 향하는 방향으로 정한다.

    ①직선 도선 주위의 자기장

직선 전류에 의한 자기장 <준비물>스탠드, 알루미늄 막대, 아크릴 판, 나침반, 전원 장치, 니크롬선 저항판, 전류계, 스위치, 도선 1. 아크릴 판 가운데에 구멍을 뚫어서 그림과 같이 알루미늄 막대가 아크릴 판에 수직이 되도록 장치하자. 2. 전원 장치, 스위치, 니크롬선 저항판, 전류계를 그림과 같이 연결하자. 3. 나침반 몇 개를 직선 도선으로부터 같은 거리가 되도록 아크릴 판 위에 놓자. 4. 스위치를 잠시 동안 닫고서 각 점에서 자기장의 방향을 조사하여 화살표로 나타내자. 5. 전류의 방향을 반대로 바꾸어서 과정 4와 같이 실험해 보자. 전류의 방향이 반대로 되면 각 나침반의 자침의 N극이 향하는 방향이 어떻게 되는가? 6. 전류를 세게 하면서 자침의 끝이 돌아가는 각도가 어떻게 되는지 비교해 보자. 전류가 세어지면 전류에 의한 자기장의 세기는 어떻게 된다고 할 수 있는가?

그림의 (가)와 같이 오른 나사를 시계 방향으로 돌리면 나사가 앞으로 나가게 된다. 이 때, 나사가 진행하는 방향을 전류의 방향과 일치시키면 나사를 돌리는 방향이 자기장의 방향이 된다.

즉, 그림의 (나)와 같이 도선을 오른손으로 감아쥐었을 때, 엄지손가락의 방향으로 전류의 방향으로 전류의 방향을 가리키면, 다른 네 손가락이 감기는 방향이 자기장의 방향이 된다. 직선 도선에 전류가 많이 흐르면 자침에 미치는 힘은 크고, 전류가 적게 흐르면 그 힘은 작게 된다.

평평한 종이 위에 철가루를 뿌리고 그림과 같이 도선의 모양을 원형으로 만든 다음 전류를 흘리면, 종이를 뚫고 지나간 도선 주위에 동심원을 그리는 자기장이 생긴다.

오른쪽 그림과 같이 여러 번 감은 코일 속의 자기장의 한 번 감은 원형 도선에서 생긴 자기장을 여러 번 합친 결과와 같아지므로, 더 센 자기장을 만들게 된다. 이 때, 자기장의 방향은 그림과 같이 오른손의 엄지손가락을 펴고 다른 네 손가락을 전류가 흐르는 방향으로 감아 쥘 때, 엄지손가락이 가리키는 방향이다.

도선이 여러 번 감긴 원형 코일 속에 굵은 쇠못을 넣고 코일에 전류를 흘리면 쇠못은 강한 자석이 된다. 이와 같은 자석을 전자석이라고 한다.
속이 빈 코일의 자기력선과 코일에 쇠막대를 넣었을 때의 자기력선을 비교하면 그림과 같이 쇠막대를 넣은 코일의 자기력선이 더 많다. 따라서, 코일 속에 쇠막대를 넣으면 강한 전자석을 만들 수 있다.

1. 직선전류에 의한 자기장--도선을 오른손으로 감아쥐었을 때, 엄지손가락의 방향으로 전류의 방향으로 전류의 방향을 가리키면, 다른 네 손가락이 감기는 방향이 자기장의 방향이 된다.

2. 원형도선에 의한 자기장--오른손의 엄지손가락을 펴고 다른 네 손가락을 전류가 흐르는 방향으로 감아 쥘 때, 엄지손가락이 가리키는 방향이다.