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1[전자기사 필기] 16년 2회차
그림과 같이 반지름 10[cm]인 반원과 그 양단으로부터 직선으로 된 도선에 10[A]의 전류가 흐를 때. 중심 0에서의 자계의 세기와 방향은?
문제 이미지
1
2.5[AT/m], 방향 ⊙
2
25[AT/m], 방향 ⊙
3
2.5[AT/m], 방향 ⊗
4
25[AT/m], 방향 ⊗
해설

중심 O 의 자계는 25AT/m, 방향 ⊗(지면으로 들어가는 방향)이다.

그림에서 직선 도선 두 부분은 O 를 지나는 같은 수평선 위에 있어 전류 요소와 O 까지의 방향이 나란하므로 dl⃗×r⃗=0d\vec{l}\times\vec{r}=0, 자계가 없다. 자계는 반원 부분만 만든다.
H=12⋅I2R=I4R=104×0.1=25 AT/mH = \dfrac{1}{2}\cdot\dfrac{I}{2R} = \dfrac{I}{4R} = \dfrac{10}{4\times 0.1} = 25\,\mathrm{AT/m}

전류는 왼쪽 끝에서 위로 올라가 반원 꼭대기를 넘어 오른쪽으로 내려가므로 O 에서 보면 시계 방향으로 돈다. 오른나사 법칙에 따라 O 의 자계는 지면 안쪽(⊗)이다.

  • 2.5AT/m·방향 ⊙ 보기는 크기가 계산값과 다르고 방향도 반대이다.
  • 25AT/m·방향 ⊙ 보기는 크기는 맞지만 시계 방향 전류가 만드는 지면 안쪽 방향과 반대이다.
  • 2.5AT/m·방향 ⊗ 보기는 방향은 맞지만 크기가 계산값과 다르다.

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