자기회로

전기기사 필기 2021년 1회 20번

Q: 자기회로의 옴의 법칙은 전기회로의 옴의 법칙과 어떻게 다른가요?

전기회로의 전류($I = \frac{V}{R}$)에 대응하는 것이 자기회로의 자속($\Phi = \frac{F}{R_m}$)입니다. 기전력($V$)은 기자력($F$)에, 전기저항($R$)은 자기저항($R_m$)에 대응됩니다.

Q: 단면적 단위를 $cm^2$에서 $m^2$로 변환할 때 왜 $10^{-4}$를 곱해야 하나요?

$1 cm = 10^{-2} m$이므로, 면적인 $1 cm^2$는 $(10^{-2} m)^2 = 10^{-4} m^2$가 되기 때문입니다.

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

Q문제

비투자율

μ_{r} = 800

, 원형 단면적이

S = 10 c m^{2}

, 평균 자로 길이

l = 16 π \times 1 0^{- 2} (m)

의 환상 철심에 600회의 코일을 감고 이 코일에

1 A

의 전류를 흘리면 환상 철심 내부의 자속은 몇

W b

인가?

유사 문제 링크

2013-1-q14 2006-1-q6 2005-1-q16 2014-2-q15 2016-3-q9

선택지 분석

1.2 \times 1 0^{- 3}

정답 상세 해설

환상 철심 내부의 자속은 자기회로의 옴의 법칙을 적용하여

1.2 \times 1 0^{- 3} W b

로 계산됩니다.

•

Step 1: 자기회로의 옴의 법칙에 의한 자속 공식은

Φ = \frac{F}{R _{m}} = \frac{N I}{\frac{l}{μ S}} = \frac{μ _{0} μ _{r} S N I}{l}

입니다.

•

Step 2: 주어진 값들을 MKS 기본 단위로 변환합니다. 단면적

S = 10 c m^{2} = 10 \times 1 0^{- 4} m^{2} = 1 0^{- 3} m^{2}

이며, 진공의 투자율

μ_{0} = 4 π \times 1 0^{- 7} H / m

입니다.

•

Step 3: 수식에 값을 대입하여 계산합니다.

Φ = \frac{( 4 π \times 1 0 ^{- 7} ) \times 800 \times 1 0 ^{- 3} \times 600 \times 1}{16 π \times 1 0 ^{- 2}} = \frac{4 π \times 800 \times 600 \times 1 0 ^{- 10}}{16 π \times 1 0 ^{- 2}} = \frac{1920000 \times 1 0 ^{- 10}}{16 \times 1 0 ^{- 2}} = 120000 \times 1 0^{- 8} = 1.2 \times 1 0^{- 3} W b

입니다.

1.2 \times 1 0^{- 5}

오답 함정 분석

단면적 단위를

c m^{2}

에서

m^{2}

로 변환할 때

1 0^{- 4}

대신

1 0^{- 6}

을 곱하는 등 단위 변환 오류로 인해 도출된 오답입니다.

2.4 \times 1 0^{- 3}

오답 함정 분석

계산 과정에서 상수를 잘못 곱하거나 나누어 실제 자속의 2배로 잘못 계산된 오답입니다.

2.4 \times 1 0^{- 5}

오답 함정 분석

단위 변환 오류와 계산 실수가 복합적으로 작용하여 도출된 오답입니다.

자주 묻는 질문

자기회로의 옴의 법칙은 전기회로의 옴의 법칙과 어떻게 다른가요?

전기회로의 전류(

I = \frac{V}{R}

)에 대응하는 것이 자기회로의 자속(

Φ = \frac{F}{R _{m}}

)입니다. 기전력(

V

)은 기자력(

F

)에, 전기저항(

R

)은 자기저항(

R_{m}

)에 대응됩니다.

단면적 단위를

c m^{2}

에서

m^{2}

로 변환할 때 왜

1 0^{- 4}

를 곱해야 하나요?

1 c m = 1 0^{- 2} m

이므로, 면적인

1 c m^{2}

는

(1 0^{- 2} m)^{2} = 1 0^{- 4} m^{2}

가 되기 때문입니다.

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