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1[전기산업기사 필기] 2025년 1회 기출복원 모의고사

진공 중 z축을 따라 놓인 무한장 직선도체에 전류 I1I_1이 +z 방향으로 흐른다. 같은 xz 평면(x>0x \gt 0)에 직사각형 도체 루프가 있고, 두 변은 x=ax=a, x=bx=b(0<a<b0 \lt a \lt b)에서 z축에 평행하며 나머지 두 변은 x축에 평행하다. 루프 전류 I2I_2가 x=ax=a 변에서 +z 방향으로 흐를 때, 루프 전체에 작용하는 합력의 방향은?

1
합력은 0이 되어 어느 방향으로도 힘을 받지 않는다.
2
+x 방향(직선도체에서 멀어지는 방향)
3
+z 방향(직선전류와 같은 방향)
4
−x 방향(직선도체 쪽으로 끌리는 방향)
해설

루프 전체에 작용하는 합력은 직선도체 쪽으로 끌리는 방향(−x 방향)이다.

직선전류와 같은 방향인 x=ax=a 변은 흡인력 μ0I1I2l2πa\dfrac{\mu_0 I_1 I_2 l}{2\pi a}를 −x 방향으로 받는다.
반대 방향인 x=bx=b 변은 반발력 μ0I1I2l2πb\dfrac{\mu_0 I_1 I_2 l}{2\pi b}를 +x 방향으로 받으며, a<ba \lt b이므로 흡인력이 더 크다.

x축에 평행한 두 변은 전류 방향이 서로 반대이고 같은 자계 분포를 지나므로 힘(±z)이 상쇄된다.

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