자계와 전류 사이의 힘

전기기사 필기 2013년 2회 16번

반지름 $a$인 원형 코일의 중심축을 따라 중심에서 $x$만큼 떨어진 점에서의 자계의 세기는 $H = \frac{a^2 I}{2(a^2 + x^2)^{3/2}}$로 계산됩니다.

Q문제

반지름

a [m]

이고,

N = 1

회의 원형코일에

I [A]

의 전류가 흐를 때 그 코일의 중심점에서의 자계의 세기

[A T / m]

는?

유사 문제 링크

선택지 분석

\frac{I}{2 π a}

무한장 직선 도체에 전류

I

가 흐를 때, 도체로부터 수직 거리

a

만큼 떨어진 점에서의 자계의 세기를 나타내는 공식입니다.

\frac{I}{4 π a}

반무한장 직선 도체에 전류

I

가 흐를 때, 도체 끝단으로부터 수직 거리

a

만큼 떨어진 점에서의 자계의 세기를 나타내는 공식입니다.

\frac{I}{2 a}

원형 코일 중심에서의 자계의 세기는 비오-사바르 법칙을 통해 도출되며,

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

입니다.

•

Step 1: 반지름이

a [m]

이고 권수가

N

인 원형 코일 중심에서의 자계의 세기 공식은

H = \frac{N I}{2 a} [A T / m]

입니다.

•

Step 2: 문제에서 주어진 조건인 권수

N = 1

을 공식에 대입합니다.

•

Step 3: 따라서 자계의 세기

H = \frac{1 \cdot I}{2 a} = \frac{I}{2 a} [A T / m]

가 됩니다.

\frac{I}{4 a}

반원형 코일에 전류

I

가 흐를 때, 그 중심점에서의 자계의 세기를 나타내는 공식입니다.

비오-사바르 법칙이란 무엇인가요?

비오-사바르 법칙은 미소 전류 소소가 공간의 한 점에 만드는 미소 자계의 세기를 구하는 법칙입니다. 이를 적분하여 다양한 형태의 도선에 의한 자계를 계산할 수 있습니다.

원형 코일의 중심이 아닌 중심축 상의 임의의 점에서의 자계의 세기는 어떻게 되나요?

반지름

a

인 원형 코일의 중심축을 따라 중심에서

x

만큼 떨어진 점에서의 자계의 세기는

H = \frac{a ^{2} I}{2 ( a ^{2} + x ^{2} ) ^{3/2}}

로 계산됩니다.