강자성체의 자화
전기기사 필기 2021년 3회 6번
| 과목 / 챕터 | 전기자기학 / 자성체와 자기회로 |
|---|---|
| 인지 유형 | memory |
| 난이도 | Level 1 |
Q문제
히스테리시스 곡선에서 히스테리시스 손실에 해당하는 것은?
선택지 분석
1
보자력의 크기
오답 함정 분석
보자력은 자화된 자성체를 탈자시키기 위해 반대 방향으로 가해주는 자기장의 세기를 의미하며 손실 그 자체를 나타내지는 않습니다.
2
잔류자기의 크기
오답 함정 분석
잔류자기는 외부 자기장을 제거했을 때 자성체에 남아 있는 자속 밀도를 의미하며 손실의 직접적인 척도가 아닙니다.
3
보자력과 잔류자기의 곱
오답 함정 분석
보자력과 잔류자기의 곱은 자성체의 특성을 나타내는 지표 중 하나일 뿐 히스테리시스 손실의 물리적 정의와 일치하지 않습니다.
히스테리시스 곡선의 면적
정답 상세 해설
히스테리시스 손실은 강자성체가 외부 자기장에 의해 자화될 때 발생하는 에너지 손실을 의미하며 히스테리시스 루프의 면적과 같습니다.
•
Step 1: 자성체 내의 단위 체적당 발생하는 히스테리시스 손실 는 히스테리시스 루프(B-H 곡선)의 내부 면적과 동일함을 이해합니다.
•
Step 2: 수식으로 표현하면 이며 이는 1주기 동안 자성체 내에서 열로 변하여 소모되는 에너지를 나타냅니다.
•
Step 3: 따라서 히스테리시스 곡선의 면적이 클수록 1회 자화 시 발생하는 에너지 손실인 히스테리시스 손실도 커지게 됩니다.
자주 묻는 질문
Q.
히스테리시스 손실을 줄이려면 어떻게 해야 하나요?
히스테리시스 곡선의 면적이 좁은 재료를 사용해야 합니다. 대표적으로 변압기 철심 등에 규소강판을 사용하여 이 손실을 최소화합니다.
Q.
히스테리시스 곡선의 면적은 물리적으로 무엇을 의미하나요?
자성체를 1회 자화시키는 과정에서 발생하는 단위 체적당 에너지 손실량을 의미합니다.