도체의 운동에 의한 기전력

전기기사 필기 2005년 2회 11번

Q: 도체가 자계와 평행하게 운동할 경우 기전력은 어떻게 되나요?

도체가 자계와 평행하게 운동하면 $\theta = 0^\circ$가 되어 $\sin 0^\circ = 0$이 되므로, 유도되는 기전력은 0이 됩니다.

과목 / 챕터	전기자기학 / 전자유도 및 인덕턴스
인지 유형	calculation
난이도	Level 3

Q문제

자계 중에 이것과 직각으로 놓인 도체에

I [A]

의 전류를 흘릴 때

f [N]

의 힘이 작용하였다. 이 도체를

v [m / s]

의 속도로 자계와 직각으로 운동시킬 때의 기전력

e [V]

는?

유사 문제 링크

2014-3-q6 2010-2-q15 2015-1-q16 2009-2-q20 2004-3-q13

선택지 분석

\frac{f v}{I ^{2}}

오답 함정 분석

기전력 공식에 대입할 때 전류

I

의 제곱으로 잘못 나누어 계산한 오답입니다.

\frac{f v}{I}

정답 상세 해설

도체가 자계 속을 운동할 때 유도되는 기전력은 전자기력 공식과 유도 기전력 공식을 연립하여 도출할 수 있습니다.

•

Step 1: 자계 내에서 전류가 흐르는 도체가 받는 힘(전자기력) 공식을 적용합니다.

f = B I l sin θ

입니다. 도체가 자계와 직각으로 놓여 있으므로

θ = 9 0^{\circ}

가 되어

f = B I l

이 됩니다. 이를

B l

에 대해 정리하면

B l = \frac{f}{I}

가 됩니다.

•

Step 2: 자계 속을 운동하는 도체에 유도되는 기전력 공식을 적용합니다.

e = B l v sin θ

입니다. 도체가 자계와 직각으로 운동하므로

θ = 9 0^{\circ}

가 되어

e = B l v

가 됩니다.

•

Step 3: Step 1에서 구한

B l

값을 Step 2의 식에 대입합니다.

e = (\frac{f}{I}) v = \frac{f v}{I}

가 됩니다. 따라서 기전력

e

는

\frac{f v}{I}

입니다.

\frac{f v ^{2}}{I}

오답 함정 분석

기전력 공식에 대입할 때 속도

v

의 제곱으로 잘못 곱하여 계산한 오답입니다.

\frac{f v}{2 I}

오답 함정 분석

기전력 공식에 대입할 때 분모에 불필요한 상수 2를 추가하여 계산한 오답입니다.

자주 묻는 질문

플레밍의 왼손 법칙과 오른손 법칙은 각각 언제 사용하나요?

플레밍의 왼손 법칙은 전동기의 원리로 자계 내에서 전류가 흐르는 도체가 받는 힘의 방향을 찾을 때 사용하며, 플레밍의 오른손 법칙은 발전기의 원리로 자계 내에서 도체가 운동할 때 유도되는 기전력의 방향을 찾을 때 사용합니다.

도체가 자계와 평행하게 운동할 경우 기전력은 어떻게 되나요?

도체가 자계와 평행하게 운동하면

θ = 0^{\circ}

가 되어

sin 0^{\circ} = 0

이 되므로, 유도되는 기전력은 0이 됩니다.

이 문제 바로 풀기