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반지름 r(m)인 무한장 원통형 도체에 전류가 균일하게 흐를 때 도체 … | [전자기사 필기] 20년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[전자기사 필기] 20년 1회차
반지름 r(m)인 무한장 원통형 도체에 전류가 균일하게 흐를 때 도체 내부에서 자계의 세기(AT/m)는?
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원통 중심축으로부터 거리에 비례한다.
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원통 중심축으로부터 거리에 반비례한다.
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원통 중심축으로부터 거리의 제곱에 비례한다.
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원통 중심축으로부터 거리의 제곱에 반비례한다.
해설

원통 도체 내부의 자계는 중심축으로부터의 거리에 비례한다.

도체 반지름을 a, 중심축에서의 거리를 r(도체 내부)로 두면 반지름 r인 원 안에 흐르는 전류는 Ir2a2I\dfrac{r^2}{a^2} 이다.
암페어 법칙 H⋅2πr=Ir2a2H\cdot 2\pi r=I\dfrac{r^2}{a^2}
정리하면 H=Ir2πa2H=\dfrac{Ir}{2\pi a^2} 이므로 H는 r에 비례한다.

나머지 관계는 도체 내부 자계에 해당하지 않는다.

  • 거리에 반비례하는 관계는 도체 외부의 자계 H=I2πrH=\dfrac{I}{2\pi r} 에서 나타난다.
  • 거리의 제곱에 비례하는 관계는 내부 자계의 식 H=Ir2πa2H=\dfrac{Ir}{2\pi a^2} 과 맞지 않는다.
  • 거리의 제곱에 반비례하는 관계도 내부 자계의 식과 맞지 않는다.

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