자계와 전류 사이의 힘

전기기사 필기 2014년 1회 19번

아닙니다. 무한 솔레노이드 내부의 자계는 위치에 관계없이 평등 자계이며, 그 세기는 $H = NI$로 일정합니다.

Q문제

반지름

a [m]

, 단위 길이당 권수

N

, 전류

I [A]

인 무한 솔레노이드 내부 자계의 세기

[A / m]

는?

유사 문제 링크

선택지 분석

N I

무한 솔레노이드 내부의 자계의 세기는 단위 길이당 권수와 전류의 곱으로 결정됩니다.

•

Step 1: 앙페르의 주회적분 법칙

\oint H \cdot d l = I_{t o t a l}

을 적용합니다.

•

Step 2: 솔레노이드 내부에 길이

l

인 폐경로를 설정하면, 이 경로를 통과하는 총 전류는

I_{t o t a l} = N \cdot l \cdot I

입니다. (여기서

N

은 단위 길이당 권수입니다.)

•

Step 3: 따라서

H \cdot l = N \cdot l \cdot I

가 성립하며, 양변을

l

로 나누면 내부 자계의 세기

H = N I [A / m]

가 됩니다.

\frac{N I}{2 π a}

환상 솔레노이드 내부의 자계의 세기 공식과 혼동한 오답입니다.

\frac{2 π N I}{a}

자계의 세기 공식에 불필요한

2 π

와 반지름

a

를 잘못 조합한 오답입니다.

\frac{a N I}{2 π}

자계의 세기 공식에 반지름

a

를 곱하고

2 π

로 나누어 잘못 유도한 오답입니다.

무한 솔레노이드 내부의 자계는 위치에 따라 달라지나요?

아닙니다. 무한 솔레노이드 내부의 자계는 위치에 관계없이 평등 자계이며, 그 세기는

H = N I

로 일정합니다.

무한 솔레노이드 외부의 자계의 세기는 어떻게 되나요?

무한 솔레노이드 외부의 자계의 세기는 0입니다.