자화의 세기
전기기사 필기 2003년 2회 16번
| 과목 / 챕터 | 전기자기학 / 자성체와 자기회로 |
|---|---|
| 인지 유형 | calculation |
| 난이도 | Level 3 |
Q문제
균일하게 자화된 체적 인 막대 자성체가 인 자기모멘트를 가지고 있을 때, 이 막대 자성체의 자속밀도가 이었다면 이 막대 자성체내의 자계의 세기는 몇 인가?
선택지 분석
1
318
오답 함정 분석
자속밀도와 자화의 세기를 이용한 자계의 세기 계산 시 수식을 잘못 적용하여 도출된 오답입니다.
2
328
오답 함정 분석
단위 변환 과정이나 진공의 투자율 값을 잘못 대입하여 계산된 오답입니다.
3
338
오답 함정 분석
자화의 세기를 구하는 과정에서 체적을 잘못 나누어 도출된 오답입니다.
348
정답 상세 해설
막대 자성체 내의 자계의 세기는 약 348 kA/m입니다.
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Step 1: 자화의 세기(M)를 계산합니다. 자화의 세기는 단위 체적당 자기모멘트이므로 M = m / V = 500 / 0.01 = 50,000 A/m 입니다.
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Step 2: 자속밀도(B), 자계의 세기(H), 자화의 세기(M)의 관계식 B = μ₀(H + M)을 H에 대해 정리합니다. H = (B / μ₀) - M 입니다.
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Step 3: 주어진 값(B = 500 mT = 0.5 T, μ₀ = 4π × 10⁻⁷ H/m)을 대입하여 H를 계산합니다. H = (0.5 / (4π × 10⁻⁷)) - 50,000 ≈ 397,887 - 50,000 = 347,887 A/m 입니다. 이를 kA/m 단위로 변환하면 약 348 kA/m가 됩니다.
자주 묻는 질문
Q.
자화의 세기와 자기모멘트의 관계는 어떻게 되나요?
자화의 세기는 단위 체적당 자기모멘트로 정의되며, 수식으로는 M = m / V 로 계산합니다.
Q.
자속밀도, 자계의 세기, 자화의 세기는 어떤 관계식을 가지나요?
SI 단위계에서 자속밀도 B, 자계의 세기 H, 자화의 세기 M은 B = μ₀(H + M)의 관계를 가집니다.