자계와 전류 사이의 힘

전기기사 필기 2011년 1회 7번

Q: 환상 솔레노이드의 내부 자계 세기 공식은 어떻게 되나요?

환상 솔레노이드의 내부 자계 세기 $H$는 $H = \frac{NI}{2\pi r}$ 로 계산합니다. 여기서 $N$은 코일의 권수, $I$는 전류, $r$은 평균 반지름입니다.

Q: 반지름이 cm 단위로 주어졌을 때 주의할 점은 무엇인가요?

자계의 세기 단위가 $AT/m$이므로, 계산 시 반지름의 단위를 반드시 미터(m)로 변환하여 적용해야 합니다.

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

Q문제

철심을 넣은 환상 솔레노이드의 평균 반지름은

20 c m

이다. 코일에

10 A

의 전류를 흘려 내부자계의 세기를

2000 A T / m

로 하기위한 코일의 권수는 약 몇 회인가?

유사 문제 링크

2012-1-q12 2016-1-q5 2012-1-q16 2016-1-q2 2003-1-q2

선택지 분석

200

오답 함정 분석

원주율 파이(π)를 누락하거나 계산 과정에서 단순 수치 오류를 범하여 도출된 오답입니다.

250

정답 상세 해설

환상 솔레노이드의 내부 자계 세기 공식을 이용하여 코일의 권수를 계산할 수 있습니다.

•

Step 1: 환상 솔레노이드의 내부 자계 세기 공식은

H = \frac{N I}{2 π r}

입니다. (여기서

H

는 자계의 세기,

N

은 권수,

I

는 전류,

r

은 평균 반지름)

•

Step 2: 주어진 값을 공식에 대입하기 위해 단위를 변환합니다. 평균 반지름

r = 20 c m = 0.2 m

입니다.

•

Step 3: 권수

N

에 대해 식을 정리하고 값을 대입하여 계산합니다.

N = \frac{H \cdot 2 π r}{I} = \frac{2000 \times 2 π \times 0.2}{10} = 80 π \approx 251.3

회입니다. 따라서 가장 가까운 값은 약 250회입니다.

300

오답 함정 분석

반지름이나 전류의 단위를 잘못 적용하거나 비례 관계를 착각하여 도출된 오답입니다.

350

오답 함정 분석

자계의 세기 공식에서 분모와 분자의 항을 잘못 배치하여 계산한 오답입니다.

자주 묻는 질문

환상 솔레노이드의 내부 자계 세기 공식은 어떻게 되나요?

환상 솔레노이드의 내부 자계 세기

H

는

H = \frac{N I}{2 π r}

로 계산합니다. 여기서

N

은 코일의 권수,

I

는 전류,

r

은 평균 반지름입니다.

반지름이 cm 단위로 주어졌을 때 주의할 점은 무엇인가요?

자계의 세기 단위가

A T / m

이므로, 계산 시 반지름의 단위를 반드시 미터(m)로 변환하여 적용해야 합니다.

이 문제 바로 풀기