자화의 세기

전기기사 필기 2022년 1회 3번

Q문제

자화의 세기

M

, 자속밀도

B

, 자계의 세기

H

사이의 관계로 옳은 것은? (단,

μ_{0}

는 진공의 투자율이다.)

유사 문제 링크

선택지 분석

M = B - μ_{0} H

자속밀도

B

는 진공 중의 자계에 의한 성분과 자성체의 자화에 의한 성분의 합으로 정의됩니다.

•

Step 1: 자속밀도의 기본 관계식을

B = μ_{0} H + M

으로 설정합니다.

•

Step 2: 자화의 세기

M

을 구하기 위해 자계 성분인

μ_{0} H

를 좌변으로 이항합니다.

•

Step 3: 식을 정리하면

M = B - μ_{0} H

가 되어 자화의 세기와 자속밀도, 자계 사이의 관계가 성립합니다.

M = B + μ_{0} H

자속밀도는 자계와 자화의 합이므로, 자화의 세기를 구할 때는 덧셈이 아닌 뺄셈이 적용되어야 합니다.

M = μ_{0} (B - H)

투자율

μ_{0}

가 전체 항에 곱해지는 형태는 자속밀도의 정의와 일치하지 않는 잘못된 수식 표현입니다.

M = \frac{B}{μ _{0}} - H

해당 식은 자화율을 고려한 자계의 세기 변환 과정에서 나타날 수 있으나, 문제에서 요구하는 직접적인

M, B, H

관계식과는 다릅니다.

자화의 세기

M

의 물리적 의미는 무엇인가요?

자성체가 외부 자계에 의해 자화되는 정도를 나타내며, 단위 체적당 발생하는 자기 모멘트로 정의됩니다.

진공의 투자율

μ_{0}

는 왜 수식에 포함되나요?

진공 중에서 자계의 세기와 자속밀도 사이의 비례 관계를 결정하는 기본 상수이기 때문에 자계 성분을 자속밀도 단위로 환산할 때 필요합니다.