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한 변의 길이가 1[m]인 정삼각형 회로에 전류 I[A]가 흐르고 있을… | [전자기사 필기] 16년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[전자기사 필기] 16년 1회차
한 변의 길이가 1[m]인 정삼각형 회로에 전류 I[A]가 흐르고 있을 때 삼각형 중심에서의 자계의 세기[AT/m]는?
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해설

정삼각형 각 변의 유한 직선 전류 자계를 세 번 더하면 중심 자계는 9I2πℓ\dfrac{9I}{2\pi\ell} (한 변 ℓ=1\ell=1 m)이다.

중심에서 각 변까지 거리는 d=ℓ23d=\dfrac{\ell}{2\sqrt3} 이고, 중심에서 본 변 양 끝은 수직선과 각각 60° 를 이룬다. 유한 직선 전류의 자계(비오-사바르 적분)는
H1=I4πd(sin⁡60∘+sin⁡60∘)=3 I4πd=3 I⋅234πℓ=3I2πℓH_1=\dfrac{I}{4\pi d}(\sin60^\circ+\sin60^\circ)=\dfrac{\sqrt3\,I}{4\pi d}=\dfrac{\sqrt3\,I\cdot2\sqrt3}{4\pi\ell}=\dfrac{3I}{2\pi\ell}
세 변의 자계 방향이 모두 같으므로 H=3H1=9I2πℓ [AT/m]H=3H_1=\dfrac{9I}{2\pi\ell}\ \mathrm{[AT/m]}

  • 2 I3πℓ\dfrac{\sqrt2\,I}{3\pi\ell} 보기는 계산값과 다르다.
  • 9Iπℓ\dfrac{9I}{\pi\ell} 보기는 계산값의 2배로 다르다.
  • 22 I3πℓ\dfrac{2\sqrt2\,I}{3\pi\ell} 보기는 계산값과 다르다.

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