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1[7급 국가직 전기자기학] 25년 1회차

그림과 같이 단면적  $S=2$  [cm²], 평균 반지름  $r_0=16$  [cm]인 공심(air-core) 토로이드에 권선이 1000[회] 감겨 있고 2.4 [A]의 전류가 흐를 경우, 토로이드 내의 자속밀도  $B$ [mT]는? (단, 공기의 투자율은  $\mu_0=4\pi\times10^{-7}$  [H/m]이고, 누설자속은 없다고 가정한다)

0.5

해설

토로이드 내부 자속밀도는 3 mT이다.
앙페르 법칙:  $B=\dfrac{\mu_0NI}{2\pi r_0}$  (단면적은 자속 계산에만 쓰이며 자속밀도에는 영향이 없다)
 $B=\dfrac{4\pi\times10^{-7}\times1000\times2.4}{2\pi\times0.16}=\dfrac{4.8\times10^{-4}}{0.16}=3\times10^{-3}\ \mathrm{T}=3\ \mathrm{mT}$ 
0.5 mT: 계산값의 6분의 1로, 앙페르 법칙 결과와 맞지 않는다.
1 mT: 계산값의 3분의 1로 맞지 않는다.
2 mT: 전류 2.4 A 대신 1.6 A를 넣어야 나오는 값으로 조건과 다르다.

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