도체의 운동에 의한 기전력
전기기사 필기 2016년 1회 12번
| 과목 / 챕터 | 전기자기학 / 전자유도 및 인덕턴스 |
|---|---|
| 인지 유형 | calculation |
| 난이도 | Level 2 |
Q문제
자속밀도가 인 자계 내에 길이 의 도체를 자계와 직각으로 놓고 이 도체를 초 동안 씩 균일하게 이동하였을 때 발생하는 기전력은 몇 인가?
선택지 분석
1
정답 상세 해설
발생하는 유도 기전력은 1[V]입니다.
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Step 1: 도체의 이동 속도(v)를 계산합니다. 이동 거리(d)가 1[m]이고 이동 시간(t)이 0.4초이므로, v = d / t = 1 / 0.4 = 2.5[m/s]입니다.
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Step 2: 도체의 길이(l) 단위를 미터(m)로 변환합니다. l = 4[cm] = 0.04[m]입니다.
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Step 3: 플레밍의 오른손 법칙에 의한 유도 기전력 공식(e = B l v sinθ)을 적용합니다. 자계와 직각으로 이동하므로 θ = 90도이며, sin90도 = 1입니다.
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Step 4: 주어진 값들을 공식에 대입하여 기전력을 계산합니다. e = 10 * 0.04 * 2.5 * 1 = 1[V]입니다.
2
2
오답 함정 분석
계산 과정에서 속도나 도체의 길이를 잘못 적용하여 2[V]로 도출한 오답입니다.
3
3
오답 함정 분석
계산 과정에서 속도나 도체의 길이를 잘못 적용하여 3[V]로 도출한 오답입니다.
4
4
오답 함정 분석
도체의 길이를 센티미터(cm) 단위 그대로 사용하여 계산 오류를 범한 오답입니다.
자주 묻는 질문
Q.
유도 기전력을 구하는 공식은 무엇인가요?
자계 내에서 도체가 운동할 때 발생하는 유도 기전력 공식은 e = B l v sinθ 입니다. 여기서 B는 자속밀도, l은 도체의 길이, v는 도체의 이동 속도, θ는 자계와 도체의 이동 방향이 이루는 각도입니다.
Q.
도체의 길이를 센티미터(cm) 단위로 그대로 계산해도 되나요?
안 됩니다. 자속밀도의 단위가 [Wb/m^2]이고 속도의 단위가 [m/s]이므로, 도체의 길이 또한 미터(m) 단위로 변환하여 계산해야 올바른 기전력 [V] 값을 얻을 수 있습니다.