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자기회로에서 철심의 투자율을 μ라 하고 회로의 길이를 ℓ이라 할 때 그… | [전자기사 필기] 17년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[전자기사 필기] 17년 1회차
자기회로에서 철심의 투자율을 μ라 하고 회로의 길이를 ℓ이라 할 때 그 회로의 일부에 미소공극 ℓg를 만들면 회로의 자기저항은 처음의 몇 배인가? (단, ℓg≪ℓ즉 ℓ-ℓg ≒ ℓ이다.)
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해설

미소 공극을 만든 뒤 자기저항은 처음의 1+μℓgμ0ℓ1 + \dfrac{\mu \ell_g}{\mu_0 \ell} 배가 된다.

처음 자기저항은 Rm=ℓμSR_m = \dfrac{\ell}{\mu S} 이다. 공극을 만들면 철심 부분 ℓ−ℓg≈ℓ\ell - \ell_g \approx \ell 과 공극 부분 ℓg\ell_g(투자율 μ0\mu_0)이 직렬로 연결된다.
Rm′=ℓ−ℓgμS+ℓgμ0S≈ℓμS+ℓgμ0SR_m' = \dfrac{\ell - \ell_g}{\mu S} + \dfrac{\ell_g}{\mu_0 S} \approx \dfrac{\ell}{\mu S} + \dfrac{\ell_g}{\mu_0 S}
Rm′Rm=1+ℓg/μ0ℓ/μ=1+μℓgμ0ℓ\dfrac{R_m'}{R_m} = 1 + \dfrac{\ell_g / \mu_0}{\ell / \mu} = 1 + \dfrac{\mu \ell_g}{\mu_0 \ell}

  • 1+μℓμ0ℓg1 + \dfrac{\mu \ell}{\mu_0 \ell_g} 보기는 공극 길이가 0 에 가까워질수록 값이 한없이 커지는데, 공극이 없으면 배수는 1 이어야 하므로 맞지 않다.
  • 1+μ0ℓgμℓ1 + \dfrac{\mu_0 \ell_g}{\mu \ell} 보기는 유도식과 비교해 투자율의 비가 뒤집혀 있어, 공극 부분의 자기저항을 투자율 μ0\mu_0 로 계산한 결과와 다르다.
  • 1+μ0ℓμℓg1 + \dfrac{\mu_0 \ell}{\mu \ell_g} 보기는 공극 길이가 분모에 있어 공극이 0 에 가까워질 때 값이 발산하므로, 공극이 없을 때 배수 1 이 되어야 하는 조건과 맞지 않다.

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