자계와 전류 사이의 힘

전기기사 필기 2020년 3회 18번

Q: 무한 직선 도체에 의한 자계의 세기 공식은 어떻게 되나요?

무한 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.

과목 / 챕터	전기자기학 / 자계
인지 유형	calculation
난이도	Level 2

Q문제

전류

I

가 흐르는 무한 직선 도체가 있다. 이 도체로부터 수직으로

0.1 m

떨어진 점에서 자계의 세기가

180 A T / m

이다. 도체로부터 수직으로

0.3 m

떨어진 점에서 자계의 세기

(A T / m)

는?

유사 문제 링크

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선택지 분석

오답 함정 분석

자계의 세기가 거리의 제곱에 반비례한다고 잘못 생각하여 1/9배로 계산한 오답입니다.

정답 상세 해설

무한 직선 도체에 전류가 흐를 때, 도체로부터 거리

r

만큼 떨어진 점의 자계의 세기

H

는 거리에 반비례합니다.

•

Step 1: 무한 직선 도체에 의한 자계의 세기 공식은

H = \frac{I}{2 π r}

입니다.

•

Step 2: 공식에 따라 자계의 세기

H

는 거리

r

에 반비례하므로,

H_{1} r_{1} = H_{2} r_{2}

의 관계가 성립합니다.

•

Step 3: 주어진 값

H_{1} = 180 AT/m

r_{1} = 0.1 m

r_{2} = 0.3 m

를 대입하여

H_{2}

를 구합니다.

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

이므로,

H_{2} = \frac{180 \times 0.1}{0.3} = 60 AT/m

입니다.

180

오답 함정 분석

거리가 변해도 자계의 세기가 변하지 않는다고 잘못 생각한 오답입니다.

540

오답 함정 분석

자계의 세기가 거리에 비례한다고 잘못 생각하여 3배를 곱한 오답입니다.

자주 묻는 질문

무한 직선 도체에 의한 자계의 세기 공식은 어떻게 되나요?

무한 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?

무한 직선 도체의 경우 자계의 세기는 거리에 반비례합니다. 따라서 거리가 3배 멀어지면 자계의 세기는 1/3로 감소합니다.

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