자속밀도 및 자속

전기기사 필기 2008년 2회 13번

네, 사용되지 않습니다. 자속 밀도 $B$는 매질의 투자율 $\mu$와 자계의 세기 $H$만으로 결정되므로 단면적이나 반지름 정보는 불필요합니다.

네, 진공 중의 투자율 $\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} [H/m]$는 전기자기학 계산에서 기본이 되는 상수이므로 반드시 암기해야 합니다.

Q문제

반지름이

3 [c m]

인 원형 단면을 가지고 있는 환상 연철심에 코일을 감고 여기에 전류를 흘려서 철심 중의 자계 세기가

400 [A T / m]

가 되도록 여자할 때, 철심 중의 자속 밀도는 약 몇

[W b / m^{2}]

인가? (단, 철심의 비투자율은 400이라고 한다.)

유사 문제 링크

선택지 분석

0.2 [W b / m^{2}]

자속 밀도는 진공 중의 투자율, 비투자율, 자계의 세기의 곱으로 계산됩니다.

•

Step 1: 자속 밀도 공식을 확인합니다.

B = μ H = μ_{0} μ_{r} H

입니다.

•

Step 2: 주어진 값을 공식에 대입합니다. 진공 중의 투자율

μ_{0} = 4 π \times 1 0^{- 7} [H / m]

, 비투자율

μ_{r} = 400

, 자계의 세기

H = 400 [A T / m]

입니다.

•

Step 3: 자속 밀도를 계산합니다.

B = (4 π \times 1 0^{- 7}) \times 400 \times 400 = 160, 000 \times 4 π \times 1 0^{- 7} \approx 0.201 [W b / m^{2}]

입니다. 따라서 약

0.2 [W b / m^{2}]

가 됩니다.

0.8 [W b / m^{2}]

자속 밀도 계산 시 진공의 투자율 값이나 비투자율을 잘못 적용하여 도출된 오답입니다.

1.6 [W b / m^{2}]

투자율 계산 과정에서 원주율을 누락하거나 자릿수 계산을 잘못하여 도출된 오답입니다.

2.0 [W b / m^{2}]

문제에 제시된 단면의 반지름을 불필요하게 수식에 적용하여 계산 오류를 범한 오답입니다.

문제에 주어진 원형 단면의 반지름 3[cm]는 계산에 사용되지 않나요?

네, 사용되지 않습니다. 자속 밀도

B

는 매질의 투자율

μ

와 자계의 세기

H

만으로 결정되므로 단면적이나 반지름 정보는 불필요합니다.

진공 중의 투자율 값은 항상 외우고 있어야 하나요?

네, 진공 중의 투자율

μ_{0} = 4 π \times 1 0^{- 7} [H / m]

는 전기자기학 계산에서 기본이 되는 상수이므로 반드시 암기해야 합니다.