권선수 N, 비투자율 \mu_r인 전자석에 정전류 I[A]가 흘러 자로… | [7급 국가직 전기자기학] 24년 1회차 기출문제 상세 페이지

정전류에서는 기자력이 일정하고 자기저항이 공극 길이에 비례하므로, 흡인력은 $x$의 제곱에 반비례한다.
비투자율이 매우 커서 철심 자기저항은 공극 자기저항에 비해 무시할 수 있다. 공극이 두 곳이므로
$\Phi=\dfrac{NI}{2x/(\mu_0 S)}=\dfrac{\mu_0 S N I}{2x}$
두 공극 면에 작용하는 흡인력은
$F=2\cdot\dfrac{B^2 S}{2\mu_0}=\dfrac{\Phi^2}{\mu_0 S}=\dfrac{\mu_0 S N^2 I^2}{4x^2}$
$x$에 비례: 공극이 커질수록 자속이 줄어 힘도 줄어든다.
$x$의 제곱에 비례: 같은 이유로 증가 관계가 될 수 없다.
$x$에 반비례: 자속이 $1/x$이고 힘은 자속의 제곱에 비례하므로 지수가 하나 모자란다.