자계와 전류 사이의 힘

전기기사 필기 2021년 3회 14번

비오-사바르 법칙을 적용하여 도선 전체에 대해 적분하면 $H = I / 2r$이 됩니다.

Q문제

반지름이

r (m)

인 반원형 전류

I (A)

에 의한 반원의 중심(O)에서 자계의 세기(

A T / m

)는?

유사 문제 링크

선택지 분석

2 I / r

무한장 직선 전류에 의한 자계 공식 등과 혼동하여 계수를 잘못 적용한 오답입니다.

I / r

원형 코일 중심 자계 공식에서 분모의 2를 누락한 오답입니다.

I /2 r

반원이 아닌 온전한 원형 코일 중심에서의 자계의 세기를 구한 오답입니다.

I /4 r

반원형 전류에 의한 중심에서의 자계의 세기는 온전한 원형 전류에 의한 자계의 세기의 절반입니다.

•

Step 1: 온전한 원형 코일 중심에서의 자계의 세기 공식을 확인합니다. 반지름이

r

이고 전류가

I

일 때, 자계의 세기

H = I /2 r

입니다.

•

Step 2: 반원형 전류에 의한 자계의 세기를 계산합니다. 반원형 전류는 원형 전류의 절반이므로, 자계의 세기도 절반이 됩니다.

•

Step 3: 따라서 반원의 중심에서 자계의 세기는

(1/2) * (I /2 r) = I /4 r

입니다.

원형 코일 중심에서의 자계의 세기 공식은 어떻게 되나요?

비오-사바르 법칙을 적용하여 도선 전체에 대해 적분하면

H = I /2 r

이 됩니다.

반원형 전류 중심에서의 자계는 왜 원형 전류의 절반이 되나요?

비오-사바르 법칙에 따라 자계의 세기는 전류가 흐르는 도선의 길이에 비례합니다. 반원은 원의 절반의 길이를 가지므로 중심에서의 자계 세기도 절반이 됩니다.