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xy 평면 위에 있는 반지름이 1 [cm]인 반원 모양의 도선에 반시계… | [7급 국가직 전기자기학] 22년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[7급 국가직 전기자기학] 22년 1회차
xyxy 평면 위에 있는 반지름이 1 [cm]인 반원 모양의 도선에 반시계 방향으로 10 [mA]의 전류가 흐를 때, 원점에서 자계 H의 크기[A/m]는?

문제 이미지
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12\frac{1}{2}
2
14\frac{1}{4}
3
14π\frac{1}{4\pi}
4
18π\frac{1}{8\pi}
해설

원점의 자계 크기는 14 A/m\dfrac{1}{4}\,\mathrm{A/m}이다.

원형 전류 중심의 자계는 H=I2aH=\dfrac{I}{2a}이고, 반원은 그 절반이므로 H=I4aH=\dfrac{I}{4a}이다.
H=0.014×0.01=14 A/mH=\dfrac{0.01}{4\times0.01}=\dfrac{1}{4}\,\mathrm{A/m}

  • 12\dfrac{1}{2}는 반원을 원 전체로 보고 I/2aI/2a를 그대로 쓴 값이다.
  • 14π\dfrac{1}{4\pi}는 비오-사바르 법칙의 4π4\pi를 적분 후에도 분모에 남긴 오류다.
  • 18π\dfrac{1}{8\pi}는 원 전체 공식에 같은 π\pi 오류가 겹친 값이다.

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