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1[전기기사 필기] 17년 2회차
그림과 같이 직각 코일이 B=0.05ax+ay2[T]B=0.05\dfrac{a_x+a_y}{\sqrt{2}}[T]인 자계에 위치하고 있다. 코일에 5A 전류가 흐를 때 z축에서의 토크는 약 몇 N ㆍ m 인가?
문제 이미지
1
2.66×10-4ax
2
5.66×10-4ax
3
2.66×10-4az
4
5.66×10-4az
해설

그림의 코일은 x=0x=0인 yy-zz 평면에 놓여 있고, zz 방향 0.08m, y=0y=0에서 y=−0.04y=-0.04m까지 0.04m이므로 면적은 S=0.08×0.04=3.2×10−3 m2S=0.08\times0.04=3.2\times10^{-3}\,\mathrm{m}^2이다.
전류는 zz축 쪽 변에서 +az+a_z, 윗변에서 −ay-a_y 방향으로 흐르므로 오른손 법칙에 따라 코일면의 법선은 +ax+a_x이고, 자기쌍극자 모멘트는 m=IS ax=5×3.2×10−3ax=1.6×10−2axm=IS\,a_x=5\times3.2\times10^{-3}a_x=1.6\times10^{-2}a_x이다.
T=m×B=1.6×10−2ax×0.05ax+ay2=8×10−42(ax×ay)T=m\times B=1.6\times10^{-2}a_x\times0.05\dfrac{a_x+a_y}{\sqrt{2}}=\dfrac{8\times10^{-4}}{\sqrt{2}}(a_x\times a_y)
ax×ax=0a_x\times a_x=0, ax×ay=aza_x\times a_y=a_z이므로 T=5.66×10−4az [N⋅m]T=5.66\times10^{-4}a_z\,[\mathrm{N\cdot m}]이다.

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