그림에서 N＝1000회, l＝100㎝, S＝10cm 2 인 환상 철심의 자기 회로에 전류 I＝10(A)를 흘렸을 때 축적되는 자계 에너지는 몇 J인가? (단, 비투자율 μ r ＝100이다.)

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1[전기기사 필기] 20년 1회차

그림에서 N＝1000회, l＝100㎝, S＝10cm²인 환상 철심의 자기 회로에 전류 I＝10(A)를 흘렸을 때 축적되는 자계 에너지는 몇 J인가? (단, 비투자율 μ_r＝100이다.)

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해설

그림의 환상 철심은 권수 N＝1000회, 평균 자로 길이  $l=1\,\text{m}$ , 단면적  $S=10\,\text{cm}^2=10^{-3}\,\text{m}^2$  이다.
자계의 세기는  $H=\frac{NI}{l}=\frac{1000\times 10}{1}=10^{4}\,\text{AT/m}$ , 자속밀도는  $B=\mu_0\mu_r H=4\pi\times10^{-7}\times100\times10^{4}=4\pi\times10^{-1}\,\text{Wb/m}^2$  이다.
단위체적당 에너지가  $w=\frac{1}{2}BH=2\pi\times10^{3}\,\text{J/m}^3$  이고 철심 체적이  $Sl=10^{-3}\,\text{m}^3$  이므로 축적되는 에너지는  $W=wSl=2\pi\times10^{3}\times10^{-3}=2\pi\,\text{J}$  이다.

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