자계와 전류 사이의 힘

전기기사 필기 2011년 3회 6번

Q: 무한장 직선 전류에 의한 자계의 세기 공식은 어떻게 유도되나요?

앙페르의 주회적분 법칙($\oint H \cdot dl = I$)을 적용하여 유도합니다. 반지름이 $r$인 원형 경로를 적분하면 $H \times 2\pi r = I$가 되어 $H = \frac{I}{2\pi r}$이 됩니다.

Q: 거리 $r$의 단위는 반드시 미터(m)를 사용해야 하나요?

네, 자계의 세기 단위가 $[\text{AT/m}]$이므로, 거리가 $\text{cm}$로 주어졌다면 반드시 $\text{m}$ 단위로 변환($50\text{cm} = 0.5\text{m}$)하여 계산해야 합니다.

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

Q문제

15 A

의 무한장 직선 전류로부터

50 cm

떨어진

p

점의 자계의 세기는 약 몇

[AT/m]

인가?

유사 문제 링크

2015-2-q3 2004-2-q2 2011-2-q10 2003-2-q9 2016-2-q13

선택지 분석

1.56

오답 함정 분석

자계의 세기 공식을 잘못 적용하거나 계산 과정에서 오류가 발생한 오답입니다.

2.39

오답 함정 분석

분모에

2

대신

4

를 곱하여

H = \frac{I}{4 π r}

공식을 적용한 오답입니다.

4.78

정답 상세 해설

무한장 직선 전류에 의한 자계의 세기를 구하는 공식을 적용하여 계산한 결과인 4.78 [AT/m]이 정답입니다.

•

Step 1: 무한장 직선 전류에 의한 자계의 세기 공식은

H = \frac{I}{2 π r}

입니다.

•

Step 2: 주어진 값인 전류

I = 15 A

, 거리

r = 50 cm = 0.5 m

를 공식에 대입합니다.

•

Step 3:

H = \frac{15}{2 π \times 0.5} = \frac{15}{π} \approx 4.7746 \approx 4.78 [AT/m]

가 됩니다.

9.55

오답 함정 분석

분모에

2

를 누락하여

H = \frac{I}{π r}

공식을 적용한 오답입니다.

자주 묻는 질문

무한장 직선 전류에 의한 자계의 세기 공식은 어떻게 유도되나요?

앙페르의 주회적분 법칙(

\oint H \cdot d l = I

)을 적용하여 유도합니다. 반지름이

r

인 원형 경로를 적분하면

H \times 2 π r = I

가 되어

H = \frac{I}{2 π r}

이 됩니다.

거리

r

의 단위는 반드시 미터(m)를 사용해야 하나요?

네, 자계의 세기 단위가

[AT/m]

이므로, 거리가

cm

로 주어졌다면 반드시

m

단위로 변환(

50 cm = 0.5 m

)하여 계산해야 합니다.

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