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1[전기산업기사 필기] 2025년 3회 기출복원 모의고사
그림과 같이 반지름 r[m]인 원의 임의의 2점 a, b (각 θ)사이에 전류 I [A]가 흐른다. 원의 중심 0의 자계의 세기는 몇[A/m] 인가?
문제 이미지
1
Iθ4πr2\dfrac{I\theta}{4\pi r^{2}}
2
Iθ4πr\dfrac{I\theta}{4\pi r}
3
Iθ2πr2\dfrac{I\theta}{2\pi r^{2}}
4
Iθ2πr\dfrac{I\theta}{2\pi r}
해설

원의 중심 O의 자계는 H=Iθ4πrH=\dfrac{I\theta}{4\pi r}[A/m]이다.

그림의 전류는 반지름 r인 원호 ab(중심각 θ)에만 흐른다. 비오-사바르 법칙에서 원호의 모든 점이 중심에서 거리 r이고 전류 요소와 직각이므로 H=I⋅rθ4πr2=Iθ4πrH=\dfrac{I\cdot r\theta}{4\pi r^{2}}=\dfrac{I\theta}{4\pi r}이다.

  • 분모가 4πr² 인 형태: 원호 길이 rθ 의 r 하나가 약분되지 않은 꼴로, 단위가 A/m 가 되지 않는다.
  • 분모가 2πr² 인 형태: 계수도 틀리고 r 도 약분되지 않아 단위가 A/m 가 되지 않는다.
  • 분모가 2πr 인 형태: θ=2π(원 전체)를 대입하면 I/r 이 되어 원형 전류 중심값 I/(2r) 의 두 배가 된다.

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