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진공 중에서 2m 떨어져 평행하게 놓여 있는 무한히 긴 두 도체에 같은… | [소방시설관리사 1차] 23년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[소방시설관리사 1차] 23년 1회차
진공 중에서 2m 떨어져 평행하게 놓여 있는 무한히 긴 두 도체에 같은 방향으로 직류 전류가 각각 lA 흐르고 있다. 이때 단위 길이 당 작용하는 힘의 방향과 크기(N/m)는? (단, μ0는 진공에서의 투자율이다.)
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인력, 
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척력, 
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인력, 
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척력, 
해설

두 도체 사이에는 서로 당기는 인력이 작용하며, 단위 길이당 크기는 μ0/4π (N/m)이다.

평행한 두 도선에 흐르는 전류의 방향이 같으면 인력, 반대이면 척력이 작용한다. 문제에서 두 도체의 전류 방향이 같으므로 서로 끌어당긴다.

단위 길이당 힘은 Fl=μ0I1I22πd\dfrac{F}{l}=\dfrac{\mu_0 I_1 I_2}{2\pi d} 로 구한다.
전류 1A, 간격 2m를 대입하면 μ0×1×12π×2=μ04π\dfrac{\mu_0 \times 1 \times 1}{2\pi \times 2}=\dfrac{\mu_0}{4\pi} 이다.

참고로 μ0=4π×107H/m\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7}\,\mathrm{H/m} 을 넣으면 실제 크기는 107N/m10^{-7}\,\mathrm{N/m} 으로, 이는 예전 암페어의 정의에 쓰이던 값이다. 간격 2m를 대입하지 않고 공식 형태만 옮기면 μ0/2π\mu_0/2\pi 가 되어 틀리므로 거리 대입을 빠뜨리지 않는 것이 핵심이다.

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