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한 변이 L(m)되는 정사각형의 도선회로에 전류 I(A)가 흐르고 있을… | [전자기사 필기] 16년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[전자기사 필기] 16년 2회차
한 변이 L(m)되는 정사각형의 도선회로에 전류 I(A)가 흐르고 있을 때 회로 중심에서의 자속밀도는 몇 Wb/m2 인가?
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해설

정사각형 중심의 자속밀도는 B=22πμ0ILB = \dfrac{2\sqrt{2}}{\pi}\mu_0\dfrac{I}{L} 이다.

유한 직선 전류의 자계 H=I4πd(sin⁡β1+sin⁡β2)H = \dfrac{I}{4\pi d}(\sin\beta_1+\sin\beta_2) 를 한 변에 적용한다. 중심에서 변까지 거리 d=L2d = \dfrac{L}{2}, 변 양 끝을 보는 각은 각각 45∘45^\circ 이다.
H1=I4π⋅L2(22+22)=2I2πLH_1 = \dfrac{I}{4\pi\cdot\frac{L}{2}}\left(\dfrac{\sqrt{2}}{2}+\dfrac{\sqrt{2}}{2}\right) = \dfrac{\sqrt{2}I}{2\pi L}
네 변이 같은 방향으로 더해지므로 H=4H1=22IπLH = 4H_1 = \dfrac{2\sqrt{2}I}{\pi L}, B=μ0H=22πμ0ILB = \mu_0 H = \dfrac{2\sqrt{2}}{\pi}\mu_0\dfrac{I}{L}

자속밀도는 전류에 비례하고 한 변 길이에 반비례해야 한다.

  • 22πμ0LI\dfrac{2\sqrt{2}}{\pi}\mu_0\dfrac{L}{I} 는 L 과 I 의 위치가 뒤바뀌어 차원이 맞지 않는다.
  • 2πμ0IL\dfrac{\sqrt{2}}{\pi}\mu_0\dfrac{I}{L} 는 계수가 계산값과 다르다.
  • 42πμ0LI\dfrac{4\sqrt{2}}{\pi}\mu_0\dfrac{L}{I} 는 L 과 I 의 위치가 뒤바뀌어 차원이 맞지 않고 계수도 계산값과 다르다.

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