자계와 전류 사이의 힘

전기기사 필기 2010년 3회 12번

Q문제

길이

8 m

의 도선으로 정사각형을 만들고 직류

π [A]

를 흘렸을 때, 그 중심에서의 자계의 세기는?

유사 문제 링크

선택지 분석

2 /2 [A / m]

정사각형 중심 자계 공식을 잘못 적용하여 계산한 오답입니다.

2 [A / m]

정사각형 중심에서의 자계의 세기를 구하는 문제입니다.

•

Step 1: 정사각형의 한 변의 길이를 구합니다. 전체 길이가

8 m

이므로 한 변의 길이

l = 8/4 = 2 m

입니다.

•

Step 2: 한 변의 길이가

l

인 정사각형 중심에서의 자계의 세기 공식은

H = \frac{2 2 I}{π l}

입니다.

•

Step 3: 주어진 값

I = π [A]

l = 2 m

를 공식에 대입합니다.

H = \frac{2 2 \times π}{π \times 2} = 2 [A / m]

가 됩니다.

22 [A / m]

한 변의 길이를 전체 길이로 착각하거나 공식을 잘못 적용한 오답입니다.

42 [A / m]

전류나 길이의 대입 과정에서 배수를 잘못 계산한 오답입니다.

정사각형 중심에서의 자계의 세기 공식은 어떻게 유도되나요?

비오-사바르 법칙을 이용하여 유한한 길이의 직선 도선이 만드는 자계를 구한 뒤, 정사각형을 이루는 4개의 변이 중심에 만드는 자계를 모두 더하여 유도합니다.

정다각형 중심에서의 자계 공식을 외워야 하나요?

정삼각형, 정사각형, 정육각형 중심에서의 자계 공식은 시험에 자주 출제되므로 암기해 두는 것이 좋습니다.