자계와 전류 사이의 힘

전기기사 필기 2009년 2회 18번

Q: 무한 직선 도체에 의한 자계의 세기는 어떻게 구하나요?

무한 직선 도체에 전류 $I$가 흐를 때, 도체로부터 거리 $r$만큼 떨어진 점에서의 자계의 세기 $H$는 앙페르의 주회적분 법칙에 의해 $H = \frac{I}{2\pi r}$ 로 계산합니다.

과목 / 챕터	전기자기학 / 자계
인지 유형	calculation
난이도	Level 2

Q문제

전류

4 π [A]

가 흐르고 있는 무한직선도체에 의해 자계가

4 [A / m]

인 점은 직선도체로부터 거리가 몇

[m]

인가?

유사 문제 링크

2013-2-q16 2004-1-q12 2013-2-q15 2005-1-q11 2019-1-q5

선택지 분석

0.5m

정답 상세 해설

무한 직선 도체에 의한 자계의 세기 공식을 이용하여 직선 도체로부터의 거리를 계산합니다.

•

Step 1: 무한 직선 도체에 전류

I

가 흐를 때, 도체로부터 거리

r

만큼 떨어진 점에서의 자계의 세기

H

는

H = \frac{I}{2 π r}

입니다.

•

Step 2: 문제에서 주어진 전류

I = 4 π [A]

와 자계의 세기

H = 4 [A / m]

를 공식에 대입합니다.

•

Step 3:

4 = \frac{4 π}{2 π r}

식을 약분하여 정리하면

4 = \frac{2}{r}

가 됩니다.

•

Step 4: 따라서 구하고자 하는 거리

r = \frac{2}{4} = 0.5 [m]

입니다.

오답 함정 분석

무한 직선 도체의 자계 공식에서 분모의

2 π

를 누락하여 잘못 계산한 오답입니다.

오답 함정 분석

자계의 세기와 거리의 반비례 관계를 수식에 잘못 적용하여 도출된 오답입니다.

오답 함정 분석

주어진 전류 값의 계수와 자계의 세기 값을 단순히 나누어 거리를 잘못 계산한 오답입니다.

자주 묻는 질문

무한 직선 도체에 의한 자계의 세기는 어떻게 구하나요?

무한 직선 도체에 전류

I

가 흐를 때, 도체로부터 거리

r

만큼 떨어진 점에서의 자계의 세기

H

는 앙페르의 주회적분 법칙에 의해

H = \frac{I}{2 π r}

로 계산합니다.

자계의 세기와 거리는 어떤 관계가 있나요?

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

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