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그림과 같이 반지름 r[m]인 원의 원주상 임의의 2점 a, b 사이에… | [소방설비기사(전기) 필기] 24년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[소방설비기사(전기) 필기] 24년 2회차

그림과 같이 반지름 r[m]인 원의 원주상 임의의 2점 a, b 사이에 전류 I[A]가 흐른다. 원의 중심에서의 자계의 세기는 몇 [A/m]인가?
I(A)r(m)θab

1

Iθ2π\dfrac{I\theta}{2\pi}

2

Iθ2πr\dfrac{I\theta}{2\pi r}

3

Iθ4π\dfrac{I\theta}{4\pi}

4

Iθ4πr\dfrac{I\theta}{4\pi r}

해설

원호에 흐르는 전류가 원의 중심에 만드는 자계는 비오-사바르 법칙으로 구하며, 그 크기는 원호가 이루는 중심각 θ에 비례한다.

전체 원(θ=2π)인 원형 코일 중심의 자계가 H=I2rH=\dfrac{I}{2r}이므로, 중심각이 θ인 원호에 대해서는 전체 원의 θ2π\dfrac{\theta}{2\pi}만큼만 기여하여 H=I2r×θ2π=Iθ4πrH=\dfrac{I}{2r}\times\dfrac{\theta}{2\pi}=\dfrac{I\theta}{4\pi r}가 된다.

따라서 원의 중심에서의 자계의 세기는 H=Iθ4πrH=\dfrac{I\theta}{4\pi r}[A/m]이다.

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