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투자율 \mu_0인 공간에서 전류 I가 xy평면 위의 원호와 직선 폐경… | [7급 국가직 전기자기학] 26년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[7급 국가직 전기자기학] 26년 1회차
투자율 μ0\mu_0인 공간에서 전류 II가 xyxy평면 위의 원호와 직선 폐경로를 따라 흐른다. 점 OO에서 자속밀도의 크기[Wb/m2]는?

문제 이미지
1
μ0I2a\dfrac{\mu_0 I}{2a}
2
μ0I4a\dfrac{\mu_0 I}{4a}
3
μ0I8a\dfrac{\mu_0 I}{8a}
4
μ0I16a\dfrac{\mu_0 I}{16a}
해설

점 O의 자속밀도 크기는 μ0I16a\dfrac{\mu_0 I}{16a}이다.

두 직선 구간은 O를 지나는 축 위에 있어 O에서 자계를 만들지 않는다. 반지름 RR인 사분원 전류는 중심에 14⋅μ0I2R=μ0I8R\dfrac{1}{4}\cdot\dfrac{\mu_0 I}{2R}=\dfrac{\mu_0 I}{8R}를 만든다.

안쪽 원호와 바깥 원호는 전류의 회전 방향이 반대이므로 상쇄된다.
B=μ0I8a−μ0I16a=μ0I16aB=\dfrac{\mu_0 I}{8a}-\dfrac{\mu_0 I}{16a}=\dfrac{\mu_0 I}{16a}

  • μ0I8a\dfrac{\mu_0 I}{8a}: 안쪽 원호만 계산한 값이다.
  • μ0I4a\dfrac{\mu_0 I}{4a}: 반원 기준으로 계산한 값이다.
  • μ0I2a\dfrac{\mu_0 I}{2a}: 원형 전체 전류의 중심 자계를 쓴 값이다.

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