강자성체의 자화

전기기사 필기 2014년 2회 15번

Q문제

규소강판과 같은 자심재료의 히스테리시스 곡선의 특징은?

유사 문제 링크

선택지 분석

히스테리시스 곡선의 면적이 적은 것이 좋다.

히스테리시스 곡선의 면적은 자성체가 자화될 때 발생하는 에너지 손실을 의미하므로, 효율적인 자심재료는 이 면적이 작아야 합니다.

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Step 1: 히스테리시스 손실(Hysteresis Loss)은 자성체가 외부 자계에 의해 1주기 자화될 때 히스테리시스 루프의 면적에 비례하여 열에너지로 소산되는 손실입니다.

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Step 2: 규소강판은 변압기나 전동기의 철심(자심재료)으로 사용되며, 기기의 효율을 높이기 위해서는 이러한 에너지 손실을 최소화하는 것이 필수적입니다.

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Step 3: 따라서 자심재료로 적합한 강자성체는 보자력이 작고 히스테리시스 곡선의 면적이 좁은 특성을 가져야 합니다.

보자력이 큰 것이 좋다.

보자력이 크면 히스테리시스 곡선의 가로 폭이 넓어져 결과적으로 면적과 손실이 증가하므로 자심재료로는 부적합합니다.

보자력과 잔류자기가 모두 큰 것이 좋다.

보자력과 잔류자기가 모두 큰 특성은 한 번 자화되면 자성을 오래 유지해야 하는 영구자석에 필요한 조건입니다.

히스테리시스 곡선의 면적이 큰 것이 좋다.

곡선의 면적이 크면 자화 과정에서 발생하는 열 손실이 커져 전기 기기의 효율이 급격히 저하됩니다.

히스테리시스 곡선의 면적이 의미하는 바는 무엇인가요?

자성체가 한 주기 동안 자화될 때 단위 부피당 발생하는 에너지 손실량을 의미하며, 이는 곧 열로 방출되는 에너지입니다.

규소강판을 자심재료로 사용하는 이유는 무엇인가요?

규소를 첨가함으로써 히스테리시스 손실을 줄이고 전기 저항을 높여 와전류 손실까지 억제할 수 있어 철심의 전체적인 손실을 낮출 수 있기 때문입니다.