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원통좌표계에서 전류밀도j=Kr2az(A/m2)일 때 암페어의 법칙을 사… | [전자기사 필기] 17년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[전자기사 필기] 17년 2회차
원통좌표계에서 전류밀도j=Kr2az(A/m2)일 때 암페어의 법칙을 사용한 자계의 세기 H(AT/m)는? (단, K는 상수이다.)
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해설

암페어 법칙으로 구하면 H=K4r3 aϕH=\dfrac{K}{4}r^3\,a_\phi이다.

z 방향 전류에 대해 반지름 r의 원형 경로를 잡으면 자계는 원주(aϕa_\phi) 방향이다.
H⋅2πr=∫0rKr′2⋅2πr′ dr′=2πKr44H\cdot 2\pi r=\int_0^r Kr'^2\cdot 2\pi r'\,dr'=\dfrac{2\pi K r^4}{4}
H=Kr34H=\dfrac{K r^3}{4}

  • K4r4aϕ\dfrac{K}{4}r^4a_\phi 보기는 방향은 같으나 r의 지수가 하나 커서 계산값과 다르다.
  • K4r4az\dfrac{K}{4}r^4a_z 보기는 크기도 계산값과 다르고, z 방향 전류가 만드는 자계는 전류를 감싸는 원주 방향이므로 방향도 틀리다.
  • K4r3az\dfrac{K}{4}r^3a_z 보기는 크기는 같으나 자계 방향을 전류와 같은 z 방향으로 두어 틀리다.

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