자계와 전류 사이의 힘
전기기사 필기 2012년 3회 12번
| 과목 / 챕터 | 전기자기학 / 자계 |
|---|---|
| 인지 유형 | memory |
| 난이도 | Level 2 |
Q문제
무한장 솔레노이드에 전류가 흐를 때 발생되는 자계에 관한 설명으로 옳은 것은?
선택지 분석
1
외부와 내부 자계의 세기는 같다.
오답 함정 분석
무한장 솔레노이드 외부의 자계는 0이므로 내부 자계와 세기가 동일할 수 없습니다.
2
내부 자계의 세기는 0이다.
오답 함정 분석
내부 자계는 H = nI의 값을 가지며, 자계의 세기가 0인 영역은 외부입니다.
3
외부 자계는 평등 자계이다.
오답 함정 분석
외부 자계는 이론적으로 존재하지 않으므로(0) 평등 자계라고 정의하지 않습니다.
내부 자계는 평등 자계이다.
정답 상세 해설
무한장 솔레노이드 내부의 자계는 위치에 관계없이 일정한 세기와 방향을 가지는 평등 자계입니다.
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Step 1: 앙페르의 주회적분 법칙을 적용하면 무한장 솔레노이드 외부의 자계 세기는 0이 됩니다.
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Step 2: 솔레노이드 내부의 자계 세기는 H = nI [AT/m]로 계산됩니다. 여기서 n은 단위 길이당 권수, I는 흐르는 전류입니다.
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Step 3: 내부 자계는 중심축에 평행하며 내부 모든 지점에서 그 세기가 일정하므로 평등 자계의 특성을 갖습니다.
자주 묻는 질문
Q.
무한장 솔레노이드 외부의 자계 세기는 얼마인가요?
무한장 솔레노이드 외부의 자계 세기는 0입니다.
Q.
내부 자계가 평등 자계라는 것은 무엇을 의미하나요?
솔레노이드 내부 어느 지점에서나 자계의 세기와 방향이 일정하다는 것을 의미합니다.