자계와 전류 사이의 힘

전기기사 필기 2011년 3회 18번

Q: 원형 코일 중심의 자계 세기 공식은 어떻게 되나요?

반지름이 $r$이고 권수가 $N$인 원형 코일에 전류 $I$가 흐를 때, 코일 중심에서의 자계 세기 $H$는 $H = \frac{NI}{2r}$ 로 계산합니다.

Q: 문제에서 지름이 주어졌을 때 주의할 점은 무엇인가요?

자계 세기 공식 $H = \frac{NI}{2r}$에서 $r$은 반지름을 의미하므로, 지름이 주어졌을 경우 이를 2로 나누어 반지름으로 변환한 후 대입해야 합니다.

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

Q문제

지름

10 cm

의 원형 코일에

1 A

의 전류를 흘릴 때, 코일 중심의 자계를

1000 A/m

로 하려면 코일을 몇 회 감으면 되는가?

유사 문제 링크

2017-3-q8 2004-2-q12 2011-2-q19 2012-3-q12 2018-2-q4

선택지 분석

오답 함정 분석

반지름 대신 지름을 공식의 분모에 그대로 대입하여 잘못 계산한 오답입니다.

100

정답 상세 해설

원형 코일 중심의 자계 세기를 구하는 공식을 이용하여 필요한 코일의 권수를 계산할 수 있습니다.

•

Step 1: 원형 코일 중심의 자계 세기 공식은

H = \frac{N I}{2 r}

입니다. (여기서

H

는 자계의 세기,

N

은 권수,

I

는 전류,

r

은 코일의 반지름입니다.)

•

Step 2: 문제에서 주어진 조건은 지름

10 cm = 0.1 m

이므로 반지름

r = 0.05 m

, 전류

I = 1 A

, 자계의 세기

H = 1000 A/m

입니다.

•

Step 3: 공식에 주어진 값을 대입하여 권수

N

을 구합니다.

1000 = \frac{N \times 1}{2 \times 0.05} = \frac{N}{0.1}

이므로,

N = 1000 \times 0.1 = 100

회가 됩니다.

150

오답 함정 분석

계산 과정에서 변수 대입을 잘못하여 도출된 오답입니다.

200

오답 함정 분석

공식의 분모에 들어갈 2r 대신 r만 대입하여 잘못 계산한 오답입니다.

자주 묻는 질문

원형 코일 중심의 자계 세기 공식은 어떻게 되나요?

반지름이

r

이고 권수가

N

인 원형 코일에 전류

I

가 흐를 때, 코일 중심에서의 자계 세기

H

는

H = \frac{N I}{2 r}

로 계산합니다.

문제에서 지름이 주어졌을 때 주의할 점은 무엇인가요?

자계 세기 공식

H = \frac{N I}{2 r}

에서

r

은 반지름을 의미하므로, 지름이 주어졌을 경우 이를 2로 나누어 반지름으로 변환한 후 대입해야 합니다.

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