자계와 전류 사이의 힘

전기기사 필기 2015년 1회 13번

무한장 직선 도체에 전류 $I$가 흐를 때, 도체로부터 수직 거리 $r$만큼 떨어진 점의 자계의 세기 $H$는 $H = \frac{I}{2\pi r}$ 입니다.

Q문제

무한장 직선도체가 있다. 이 도체로부터 수직으로

0.1 m

떨어진 점의 자계의 세기가

180 A T / m

이다. 이 도체로부터 수직으로

0.3 m

떨어진 점의 자계의 세기

[A T / m]

는?

유사 문제 링크

선택지 분석

거리가 3배 증가할 때 자계의 세기가 거리의 제곱에 반비례한다고 착각하여 180을 9로 나눈 값으로 잘못 계산한 결과입니다.

무한장 직선 도체에 의한 자계의 세기는 도체로부터의 거리에 반비례하므로, 거리가 3배 멀어지면 자계의 세기는 1/3로 감소합니다.

•

Step 1: 무한장 직선 도체에 의한 자계의 세기 공식 확인 자계의 세기

H = \frac{I}{2 π r}

이므로, 자계의 세기

H

는 거리

r

에 반비례합니다.

•

Step 2: 거리와 자계의 세기 비례식 세우기

H_{1} \cdot r_{1} = H_{2} \cdot r_{2}

관계가 성립합니다.

•

Step 3: 주어진 값 대입 및 계산

180 \times 0.1 = H_{2} \times 0.3

18 = 0.3 \times H_{2}

H_{2} = \frac{18}{0.3} = 60 [A T / m]

입니다.

180

거리가 변해도 자계의 세기가 일정하게 유지된다고 잘못 판단한 결과입니다.

540

거리가 3배 증가할 때 자계의 세기도 거리에 비례하여 3배 증가한다고 잘못 계산한 결과입니다.

무한장 직선 도체에 의한 자계의 세기 공식은 무엇인가요?

무한장 직선 도체에 전류

I

가 흐를 때, 도체로부터 수직 거리

r

만큼 떨어진 점의 자계의 세기

H

는

H = \frac{I}{2 π r}

입니다.

자계의 세기는 거리와 어떤 관계가 있나요?

무한장 직선 도체의 경우 자계의 세기는 도체로부터의 거리에 반비례합니다. 따라서 거리가 멀어질수록 자계의 세기는 약해집니다.