자계와 전류 사이의 힘

전기기사 필기 2015년 3회 7번

각도가 90도일 때 $\sin(90^\circ)=1$이므로 최대 힘을 받으며, 0도일 때는 $\sin(0^\circ)=0$이므로 힘을 받지 않습니다.

Q문제

자속밀도가

0.3 [W b / m^{2}]

인 평등자계 내에

5 [A]

의 전류가 흐르고 있는 길이

2 [m]

의 직선도체를 자계의 방향에 대하여

6 0^{\circ}

의 각도로 놓았을 때 이 도체가 받는 힘은 약 몇

[N]

인가?

유사 문제 링크

선택지 분석

1.3

사인(sin) 대신 코사인(cos)을 적용하여 계산한 오답입니다.

2.6

이 도체가 받는 힘은 약 2.6[N]입니다. 평등자계 내의 직선도체가 받는 힘은

F = B I l sin θ

공식을 사용하여 계산합니다.

•

Step 1: 주어진 값 확인 - 자속밀도

B = 0.3 [W b / m^{2}]

- 전류

I = 5 [A]

- 도체 길이

l = 2 [m]

- 각도

θ = 6 0^{\circ}

•

Step 2: 공식에 값 대입 및 계산 -

F = 0.3 \times 5 \times 2 \times sin (6 0^{\circ})

F = 3 \times \frac{3}{2}

F \approx 3 \times 0.866 = 2.598 [N]

•

Step 3: 결론 도출 - 계산된 힘은 약

2.6 [N]

입니다.

4.7

주어진 수치들을 잘못 곱하거나 공식을 잘못 적용하여 도출된 오답입니다.

5.2

각도에 따른 삼각함수 값을 무시하고 단순 곱셈을 하거나 잘못된 상수를 적용한 오답입니다.

도체가 받는 힘의 방향은 어떻게 알 수 있나요?

플레밍의 왼손 법칙을 사용하여 알 수 있습니다. 검지는 자계의 방향, 중지는 전류의 방향을 향하게 할 때, 엄지가 가리키는 방향이 도체가 받는 힘의 방향입니다.

각도가 90도일 때와 0도일 때 힘은 어떻게 되나요?

각도가 90도일 때

sin (9 0^{\circ}) = 1

이므로 최대 힘을 받으며, 0도일 때는

sin (0^{\circ}) = 0

이므로 힘을 받지 않습니다.