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진공 중에서 2m 떨어진 두 개의 무한 평행도선에 단위 길이 당 10-… | [전자기사 필기] 20년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[전자기사 필기] 20년 2회차
진공 중에서 2m 떨어진 두 개의 무한 평행도선에 단위 길이 당 10-7N의 반발력이 작용할 때 각 도선에 흐르는 전류의 크기와 방향은? (단, 각 도선에 흐르는 전류의 크기는 같다.)
1
각 도선에 2A가 반대 방향으로 흐른다.
2
각 도선에 2A가 같은 방향으로 흐른다.
3
각 도선에 1A가 반대 방향으로 흐른다.
4
각 도선에 1A가 같은 방향으로 흐른다.
해설

전류는 각 도선에 1A가 반대 방향으로 흐른다.

평행 도선 사이의 단위 길이당 힘은 다음과 같다.
Fℓ=μ0I22πd=2×10−7I2d\dfrac{F}{\ell}=\dfrac{\mu_0 I^{2}}{2\pi d}=\dfrac{2\times10^{-7}I^{2}}{d}
10−7=2×10−7I22⇒I=1 A10^{-7}=\dfrac{2\times10^{-7}I^{2}}{2}\Rightarrow I=1\ \mathrm{A}
반발력은 전류가 서로 반대 방향일 때 작용한다.

나머지 보기는 크기나 방향이 맞지 않는다.

  • 2A가 반대 방향이라는 보기는 방향은 맞지만 전류 크기가 계산값 1A와 다르다.
  • 2A가 같은 방향이라는 보기는 크기가 다르고, 같은 방향 전류 사이에는 인력이 작용한다.
  • 1A가 같은 방향이라는 보기는 크기는 맞지만, 같은 방향 전류 사이에는 인력이 작용하므로 반발력과 맞지 않는다.

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