자기 및 상호유도작용

전기기사 필기 2005년 1회 7번

Q문제

자기인덕턴스의 성질을 옳게 표현한 것은?

유사 문제 링크

선택지 분석

항상 부(負)이다.

자기인덕턴스는 에너지 저장 소자로서 물리적으로 음의 값을 가질 수 없습니다.

항상 정(正)이다.

자기인덕턴스는 회로에 축적되는 에너지와 관련이 있으며 항상 양(+)의 값을 가집니다.

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Step 1: 자기인덕턴스(L)의 정의를 검토합니다. 자기인덕턴스는 전류(I)와 자속(Φ)의 관계식 NΦ = LI에서 정의되며, 물리적으로 에너지를 저장하는 능력을 나타냅니다.

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Step 2: 축적되는 에너지 식을 확인합니다. 코일에 축적되는 자기 에너지는 W = 1/2 * L * I^2으로 표현됩니다. 에너지는 항상 0보다 크거나 같아야 하므로, L은 항상 정(+)의 값을 가져야 합니다.

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Step 3: 기하학적 구조와의 관계를 살핍니다. 인덕턴스는 권선수, 투자율, 단면적 등 매질과 형상에 의해서만 결정되는 상수이므로 음수가 될 수 없습니다.

항상 0이다.

전류가 흐르고 자속이 발생하는 실제 회로에서 자기인덕턴스는 0이 아닌 유한한 값을 가집니다.

유도되는 기전력에 따라 정(正)도 되고 부(負)도 된다.

유도기전력의 방향은 렌츠의 법칙에 의해 결정되지만, 인덕턴스 자체의 부호는 기전력의 방향과 무관하게 항상 일정합니다.

자기인덕턴스가 음수가 될 수 없는 이유는 무엇인가요?

자기인덕턴스는 코일에 축적되는 에너지(W = 1/2 * L * I^2)와 직결되며, 에너지는 물리적으로 항상 양수여야 하므로 L 역시 항상 정(+)의 값을 유지합니다.

상호인덕턴스도 항상 정(+)의 값인가요?

상호인덕턴스는 코일의 감긴 방향이나 자속의 결합 방향에 따라 정(+) 또는 부(-)의 값을 가질 수 있으나, 자기인덕턴스는 항상 정(+)입니다.