자계와 전류 사이의 힘

전기기사 필기 2004년 1회 12번

자계의 세기 $H = nI$ 공식에 따라, 단위 길이당 권수($n$)가 증가할수록 내부 자계의 세기는 비례하여 강해집니다.

Q문제

무한장 솔레노이드에 전류가 흐를 때 발생되는 자장에 관한 설명 중 옳은 것은?

유사 문제 링크

선택지 분석

내부 자장은 평등자장이다.

무한장 솔레노이드 내부의 자계는 위치에 관계없이 일정하게 형성되는 평등자장입니다.

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Step 1: 무한장 솔레노이드 내부 자계의 세기 공식을 검토합니다. 내부 자계

H = n I

[AT/m]이며, 여기서

n

은 단위 길이당 권수,

I

는 전류입니다.

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Step 2: 자계의 균일성을 분석합니다. 무한장 솔레노이드 내부에서는 자력선이 축에 평행하게 밀도가 일정하게 분포하므로 자계의 세기와 방향이 일정한 평등자장이 형성됩니다.

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Step 3: 외부 자계의 상태를 확인합니다. 이론적으로 무한장 솔레노이드 외부의 자계 세기는 0이 되며, 모든 자계 에너지는 내부에 집중됩니다.

외부와 내부의 자장의 세기는 같다.

무한장 솔레노이드 내부 자계는

n I

이지만 외부 자계는 0이므로 세기가 다릅니다.

외부 자장은 평등자장이다.

무한장 솔레노이드 외부의 자계 세기는 0이므로 평등자장이 형성되지 않습니다.

내부 자장의 세기는 0 이다.

내부 자계의 세기는

n I

이며, 자계가 0인 곳은 외부입니다.

무한장 솔레노이드 내부 자계의 방향은 어떻게 결정되나요?

앙페르의 오른나사 법칙에 따라 전류의 방향을 오른손 네 손가락으로 감아쥘 때, 엄지손가락이 가리키는 방향이 내부 자계의 방향이 됩니다.

솔레노이드의 권수가 자계의 세기에 어떤 영향을 미치나요?

자계의 세기

H = n I

공식에 따라, 단위 길이당 권수(

n

)가 증가할수록 내부 자계의 세기는 비례하여 강해집니다.