그림과 같이 전류가 흐르는 반원형 도선이 평면 Z=0 상에 놓여 있다. 이 도선이 자속밀도 B = 0.6a x - 0.5a y + a z (Wb/m 2 )인 균일 자계 내에 놓여 있을 때 도선의 직선 부분에 작용하는 힘(N)은?

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1[전자기사 필기] 19년 1회차

그림과 같이 전류가 흐르는 반원형 도선이 평면 Z=0 상에 놓여 있다. 이 도선이 자속밀도 B = 0.6a_x - 0.5a_y + a_z(Wb/m²)인 균일 자계 내에 놓여 있을 때 도선의 직선 부분에 작용하는 힘(N)은?

4a_x + 2.4a_z

4a_x - 2.4a_z

5a_x – 3.5a_z

-5a_x + 3.5a_z

해설

직선 부분에 작용하는 힘은  $F=4a_x-2.4a_z$  N 이다.
그림에서 반원 호의 전류 50A 는 위에서 아래로(시계 방향) 흐르므로, 닫힌 도선의 직선 부분(길이 8cm, y 축과 평행)에서는 전류가  $+a_y$  방향으로 흐른다. 힘은 로렌츠 힘  $F=I(\ell\times B)$ 로 구한다.
 $F=50\,(0.08a_y)\times(0.6a_x-0.5a_y+a_z)$ 
 $=4\,(0.6\,a_y\times a_x+a_y\times a_z)=4\,(-0.6a_z+a_x)$ 
 $=4a_x-2.4a_z$ 
 $4a_x+2.4a_z$  보기는 계산값과 다르다.
 $5a_x-3.5a_z$  보기는 계산값과 다르다.
 $-5a_x+3.5a_z$  보기는 계산값과 다르다.

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