투자율과 자화율

전기기사 필기 2020년 3회 16번

Q: 문제에 주어진 반지름과 길이는 계산에 사용되지 않나요?

네, 자속밀도와 비투자율이 이미 주어졌으므로 자계의 세기를 구하는 공식 $B = \mu H$에 따라 반지름과 길이는 계산에 필요하지 않은 함정 조건입니다.

Q: 진공의 투자율 값은 항상 외우고 있어야 하나요?

네, 진공의 투자율 $\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \text{ H/m}$는 전기자기학에서 기본 상수로 자주 사용되므로 반드시 암기해야 합니다.

과목 / 챕터	전기자기학 / 자성체와 자기회로
인지 유형	calculation
난이도	Level 3

Q문제

반지름이

5 mm

, 길이가

15 mm

, 비투자율이

50

인 자성체 막대에 코일을 감고 전류를 흘려서 자성체 내의 자속밀도를

50 Wb/m^{2}

으로 하였을 때 자성체 내에서의 자계의 세기는 몇

A/m

인가?

유사 문제 링크

2020-3-q4 2008-1-q14 2009-3-q15 2009-1-q3 2013-3-q20

선택지 분석

1 0^{7} / π

오답 함정 분석

진공의 투자율 상수를

1 π \times 1 0^{- 7}

로 잘못 적용하여 도출된 오답입니다.

1 0^{7} /2 π

오답 함정 분석

진공의 투자율 상수를

2 π \times 1 0^{- 7}

로 잘못 적용하여 도출된 오답입니다.

1 0^{7} /4 π

정답 상세 해설

자속밀도와 자계의 세기 관계식인

B = μ H

를 이용하여 자계의 세기를 도출합니다.

•

Step 1: 자속밀도

B

와 자계의 세기

H

의 관계식은

B = μ_{0} μ_{s} H

입니다. (단,

μ_{0}

는 진공의 투자율,

μ_{s}

는 비투자율)

•

Step 2: 문제에서 주어진 값인

B = 50 Wb/m^{2}

μ_{s} = 50

, 그리고 진공의 투자율

μ_{0} = 4 π \times 1 0^{- 7} H/m

를 공식에 대입합니다.

•

Step 3:

H = \frac{B}{μ _{0} μ _{s}} = \frac{50}{4 π \times 1 0 ^{- 7} \times 50} = \frac{1}{4 π \times 1 0 ^{- 7}} = \frac{1 0 ^{7}}{4 π} A/m

가 됩니다.

1 0^{7} /8 π

오답 함정 분석

진공의 투자율 상수를

8 π \times 1 0^{- 7}

로 잘못 적용하여 도출된 오답입니다.

자주 묻는 질문

문제에 주어진 반지름과 길이는 계산에 사용되지 않나요?

네, 자속밀도와 비투자율이 이미 주어졌으므로 자계의 세기를 구하는 공식

B = μ H

에 따라 반지름과 길이는 계산에 필요하지 않은 함정 조건입니다.

진공의 투자율 값은 항상 외우고 있어야 하나요?

네, 진공의 투자율

μ_{0} = 4 π \times 1 0^{- 7} H/m

는 전기자기학에서 기본 상수로 자주 사용되므로 반드시 암기해야 합니다.

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