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1[전기기사 필기] 16년 1회차
한 변의 길이가 L[m]인 정삼각형 회로에 전류 I[A]가 흐르고 있을 때 삼각형 중심에서의 자계의 세기[AT/m]는?
1
2I3πl\dfrac{\sqrt{2}I}{3\pi l}
2
9Iπl\dfrac{9I}{\pi l}
3
22I3πl\dfrac{2\sqrt{2}I}{3\pi l}
4
9I2πl\dfrac{9I}{2\pi l}
해설

유한 길이 직선 도체가 만드는 자계는 비오사바르 법칙에서 H=I4πa(sin⁡θ1+sin⁡θ2)H=\dfrac{I}{4\pi a}(\sin\theta_1+\sin\theta_2) 로 유도된다. 여기서 aa 는 도선까지의 수직거리, θ\theta 는 도선 양 끝을 바라보는 각이다.
한 변의 길이가 ll 인 정삼각형에서 중심으로부터 각 변까지의 수직거리는
a=l2tan⁡30∘=l23a=\dfrac{l}{2}\tan 30^{\circ}=\dfrac{l}{2\sqrt{3}}
중심에서 각 변의 양 끝을 보는 각은 모두 60∘60^{\circ} 이므로 한 변이 만드는 자계는
H1=I4πa(2sin⁡60∘)=3I4πa=3I4π⋅23l=3I2πlH_1=\dfrac{I}{4\pi a}(2\sin 60^{\circ})=\dfrac{\sqrt{3}I}{4\pi a}=\dfrac{\sqrt{3}I}{4\pi}\cdot\dfrac{2\sqrt{3}}{l}=\dfrac{3I}{2\pi l}
세 변이 만드는 자계의 방향이 모두 같으므로 단순히 3배 하면
H=3H1=9I2πl [AT/m]H=3H_1=\dfrac{9I}{2\pi l}\,[\mathrm{AT/m}]
정사각형이면 22Iπl\dfrac{2\sqrt{2}I}{\pi l}, 정육각형이면 3Iπl\dfrac{\sqrt{3}I}{\pi l} 로 변마다 값이 달라지므로 도형을 확인해야 한다.

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