자화의 세기

전기기사 필기 2020년 3회 16번

Q문제

길이가

ℓ (m)

, 단면적의 반지름이

a (m)

인 원통이 길이 방향으로 균일하게 자화되어 자화의 세기가

J (W b / m^{2})

인 경우, 원통 양단에서의 자극의 세기

m (W b)

은?

유사 문제 링크

선택지 분석

a ℓ J

단면적 대신 반지름과 길이의 곱을 사용하여 계산한 오답입니다.

2 π a ℓ J

원통의 단면적 대신 측면적 공식을 사용하여 계산한 오답입니다.

π a^{2} J

원통 양단에서의 자극의 세기

m

은

π a^{2} J

입니다.

•

Step 1: 자화의 세기

J

의 정의를 확인합니다. 자화의 세기는 단위 체적당 자기 모멘트이며,

J = \frac{M}{V}

로 나타냅니다.

•

Step 2: 자기 모멘트

M

과 원통의 체적

V

를 구합니다. 자기 모멘트

M = m ℓ

이고, 원통의 단면적

S = π a^{2}

이므로 체적

V = S ℓ = π a^{2} ℓ

입니다.

•

Step 3: 자극의 세기

m

을 계산합니다.

J = \frac{m ℓ}{π a ^{2} ℓ} = \frac{m}{π a ^{2}}

이므로, 이를

m

에 대해 정리하면

m = π a^{2} J

가 됩니다.

J / π a^{2}

자화의 세기에 단면적을 곱해야 하나, 반대로 나누어 계산한 오답입니다.

자화의 세기란 무엇인가요?

자화의 세기는 자성체가 자화되었을 때 단위 체적당 발생하는 자기 모멘트를 의미합니다.

자기 모멘트는 어떻게 계산하나요?

자기 모멘트는 자극의 세기(m)와 자극 사이의 거리(l)의 곱으로 계산합니다.