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1[전자기사 필기] 18년 2회차
한 변의 길이가 ℓ(m)인 정사각형 도체 회로에 전류 I(A)를 흘릴 때 회로의 중심점에서 자계의 세기는 몇 AT/m 인가?
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해설

정사각형 중심의 자계는 H=22IπℓH=\dfrac{2\sqrt{2}I}{\pi\ell} AT/m 이다.

중심에서 각 변까지 거리는 ℓ2\dfrac{\ell}{2} 이고, 변의 양 끝은 중심에서 수직선 기준 45° 방향에 있다. 유한 직선 전류의 자계 H=I4πr(sin⁡θ1+sin⁡θ2)H=\dfrac{I}{4\pi r}(\sin\theta_1+\sin\theta_2) 에 대입하면 한 변의 자계는 다음과 같다.
H1=I4π⋅ℓ2(22+22)=2I2πℓH_1=\dfrac{I}{4\pi\cdot\frac{\ell}{2}}\left(\dfrac{\sqrt{2}}{2}+\dfrac{\sqrt{2}}{2}\right)=\dfrac{\sqrt{2}I}{2\pi\ell}

네 변의 자계는 중심에서 같은 방향이므로 4배 한다.
H=4H1=22IπℓH=4H_1=\dfrac{2\sqrt{2}I}{\pi\ell}

  • 2Iπℓ\dfrac{2I}{\pi\ell} 보기는 계산값과 다르다.
  • I2πℓ\dfrac{I}{\sqrt{2}\pi\ell} 보기는 한 변의 자계에 해당하는 값으로, 네 변을 합한 계산값과 다르다.
  • 2Iπℓ\dfrac{\sqrt{2}I}{\pi\ell} 보기는 계산값과 다르다.

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