자기회로

전기기사 필기 2008년 1회 11번

Q: 단면적을 $cm^2$에서 $m^2$로 변환하는 방법은 무엇인가요?

$1[cm] = 10^{-2}[m]$이므로, $1[cm^2] = (10^{-2}[m])^2 = 10^{-4}[m^2]$가 됩니다. 따라서 $10[cm^2]$는 $10 \times 10^{-4}[m^2]$로 환산해야 합니다.

Q: 자기회로의 옴의 법칙이란 무엇인가요?

전기회로의 옴의 법칙($I = V/R$)과 유사하게, 자기회로에서 자속($\phi$)은 기자력($F$)에 비례하고 자기저항($R_m$)에 반비례한다는 법칙입니다. 수식으로는 $\phi = \frac{F}{R_m}$으로 표현됩니다.

과목 / 챕터	전기자기학 / 자성체와 자기회로
인지 유형	calculation
난이도	Level 3

Q문제

그림과 같이 비투자율

1000 μ_{r}

, 단면적

10 [c m^{2}]

, 길이

2 [m]

인 환상철심이 있을 때, 이 철심에 코일을

2, 000

회 감아

0.5 [A]

의 전류를 흘릴 때의 철심 내 자속은 몇

[W b]

인가?

유사 문제 링크

2020-3-q3 2015-3-q19 2013-2-q19 2022-2-q19 2009-2-q12

선택지 분석

1.26 \times 1 0^{- 3}

오답 함정 분석

단면적 환산이나 투자율 적용을 누락하여 계산한 오답입니다.

1.26 \times 1 0^{- 4}

오답 함정 분석

기자력 계산 시 권수나 전류 값을 잘못 적용한 오답입니다.

6.28 \times 1 0^{- 3}

오답 함정 분석

단면적 단위를

c m^{2}

에서

m^{2}

로 변환할 때

1 0^{- 4}

대신

1 0^{- 3}

을 곱하는 등 단위 환산 오류로 발생한 오답입니다.

6.28 \times 1 0^{- 4}

정답 상세 해설

철심 내 자속은 기자력을 자기저항으로 나눈 값으로 계산됩니다.

•

Step 1: 주어진 물리량을 SI 단위계로 변환합니다. 단면적

S = 10 [c m^{2}] = 10 \times 1 0^{- 4} [m^{2}] = 1 0^{- 3} [m^{2}]

입니다.

•

Step 2: 자기회로의 옴의 법칙에 따라 자속

ϕ

를 구하는 공식을 세웁니다.

ϕ = \frac{F}{R _{m}} = \frac{N I}{\frac{l}{μ _{0} μ _{r} S}} = \frac{μ _{0} μ _{r} S N I}{l}

입니다.

•

Step 3: 수식에 값을 대입하여 계산합니다.

ϕ = \frac{4 π \times 1 0 ^{- 7} \times 1000 \times 1 0 ^{- 3} \times 2000 \times 0.5}{2} = \frac{4 π \times 1 0 ^{- 4}}{2} = 2 π \times 1 0^{- 4} \approx 6.28 \times 1 0^{- 4} [W b]

입니다.

자주 묻는 질문

단면적을

c m^{2}

에서

m^{2}

로 변환하는 방법은 무엇인가요?

1 [c m] = 1 0^{- 2} [m]

이므로,

1 [c m^{2}] = (1 0^{- 2} [m])^{2} = 1 0^{- 4} [m^{2}]

가 됩니다. 따라서

10 [c m^{2}]

는

10 \times 1 0^{- 4} [m^{2}]

로 환산해야 합니다.

자기회로의 옴의 법칙이란 무엇인가요?

전기회로의 옴의 법칙(

I = V / R

)과 유사하게, 자기회로에서 자속(

ϕ

)은 기자력(

F

)에 비례하고 자기저항(

R_{m}

)에 반비례한다는 법칙입니다. 수식으로는

ϕ = \frac{F}{R _{m}}

으로 표현됩니다.

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