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판자석의 세기가 0.01Wb/m, 반지름이 5cm인 원형 판자석이 있다… | [전기기사 필기] 18년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[전기기사 필기] 18년 3회차
판자석의 세기가 0.01Wb/m, 반지름이 5cm인 원형 판자석이 있다. 자석의 중심에서 축상 10cm인 점에서의 자위의 세기는 몇 AT 인가?
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해설

세기 MM [Wb/m]인 판자석을 입체각 ω\omega 로 바라볼 때의 자위는 U=M4πμ0 ωU=\dfrac{M}{4\pi\mu_0}\,\omega 이고, 반지름 aa 인 원판을 축상 거리 xx 에서 본 입체각이 ω=2π(1−cos⁡θ)\omega=2\pi(1-\cos\theta) 이므로
U=M2μ0(1−cos⁡θ),cos⁡θ=xx2+a2U=\dfrac{M}{2\mu_0}\left(1-\cos\theta\right),\quad \cos\theta=\dfrac{x}{\sqrt{x^2+a^2}}
대입하면 cos⁡θ=0.10.12+0.052=0.10.1118=0.894\cos\theta=\dfrac{0.1}{\sqrt{0.1^2+0.05^2}}=\dfrac{0.1}{0.1118}=0.894 이고
M2μ0=0.012×4π×10−7=3.98×103\dfrac{M}{2\mu_0}=\dfrac{0.01}{2\times4\pi\times10^{-7}}=3.98\times10^{3}
U=3.98×103×(1−0.894)=3.98×103×0.106≒420U=3.98\times10^{3}\times(1-0.894)=3.98\times10^{3}\times0.106\fallingdotseq 420 [AT]
거리와 반지름은 같은 단위로만 넣으면 되므로 cm 그대로 cos⁡θ=10/102+52\cos\theta=10/\sqrt{10^2+5^2} 로 계산해도 같다.

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