자계와 전류 사이의 힘

전기기사 필기 2005년 1회 11번

무한장 직선 도체에서 자계의 세기 $H$는 $H = \frac{I}{2\pi r}$로 계산합니다. 여기서 $I$는 전류, $r$은 도체로부터의 수직 거리입니다.

Q문제

무한장 직선 도체가 있다. 이 도체로부터 수직으로

0.1 [m]

떨어진 점의 자계의 세기가

180 [A T / m]

이다. 이 도체로부터 수직으로

0.3 [m]

떨어진 점의 자계의 세기는 몇

[A T / m]

인가?

유사 문제 링크

선택지 분석

거리가 3배 멀어지면 자계의 세기는 1/3배가 되어야 하나, 임의의 잘못된 수치를 적용한 오답입니다.

무한장 직선 도체에 의한 자계의 세기는 거리에 반비례합니다.

•

Step 1: 무한장 직선 도체에 의한 자계의 세기 공식은

H = \frac{I}{2 π r}

입니다.

•

Step 2: 자계의 세기

H

와 거리

r

은 반비례 관계이므로,

H_{1} r_{1} = H_{2} r_{2}

가 성립합니다.

•

Step 3: 주어진 값(

H_{1} = 180 [A T / m]

r_{1} = 0.1 [m]

r_{2} = 0.3 [m]

)을 대입하면

180 \times 0.1 = H_{2} \times 0.3

입니다.

•

Step 4: 식을 계산하면

H_{2} = \frac{18}{0.3} = 60 [A T / m]

가 됩니다.

180

거리가 변했음에도 자계의 세기가 변하지 않는다고 가정한 오답입니다.

540

거리가 3배 멀어졌을 때 자계의 세기도 3배 증가한다고 비례 관계를 잘못 적용한 오답입니다.

무한장 직선 도체의 자계의 세기는 거리와 어떤 관계가 있나요?

무한장 직선 도체에 의한 자계의 세기는 도체로부터의 거리에 반비례합니다. 즉, 거리가 멀어질수록 자계의 세기는 약해집니다.

자계의 세기를 구하는 공식은 무엇인가요?

무한장 직선 도체에서 자계의 세기

H

는

H = \frac{I}{2 π r}

로 계산합니다. 여기서

I

는 전류,

r

은 도체로부터의 수직 거리입니다.