2011년03월20일 49번
[전기자기학] 철심을 넣은 환상 솔레노이드의 평균 반지름은 20cm이다. 코일에 10A의 전류를 흘려 내부자계의 세기를 2000At/m로 하기 위한 코일의 권수는 약 몇 회인가?
- ① 200
- ② 250
- ③ 300
- ④ 350
(정답률: 알수없음)
문제 해설
환상 솔레노이드의 내부자계의 세기는 다음과 같이 구할 수 있다.
B = μ₀nI
여기서 B는 내부자계의 세기, μ₀은 자유공간의 자기유도율(4π × 10⁻⁷ T·m/A), n은 코일의 권수 밀도(코일의 권수/코일의 길이), I는 전류이다.
환상 솔레노이드는 무한히 긴 직선 모양이므로, 코일의 길이는 무한대이다. 따라서 권수 밀도 n은 코일의 권수를 L이라고 할 때, n = L/무한대 = 0이 된다.
따라서 내부자계의 세기는 다음과 같이 구할 수 있다.
B = μ₀nI = 4π × 10⁻⁷ × 0 × 10 = 0 (T)
즉, 내부자계의 세기를 2000At/m로 하기 위해서는 코일의 권수가 어떤 값이든 상관없다. 따라서 정답은 "250"이 아닌 "모든 값"이 된다.
B = μ₀nI
여기서 B는 내부자계의 세기, μ₀은 자유공간의 자기유도율(4π × 10⁻⁷ T·m/A), n은 코일의 권수 밀도(코일의 권수/코일의 길이), I는 전류이다.
환상 솔레노이드는 무한히 긴 직선 모양이므로, 코일의 길이는 무한대이다. 따라서 권수 밀도 n은 코일의 권수를 L이라고 할 때, n = L/무한대 = 0이 된다.
따라서 내부자계의 세기는 다음과 같이 구할 수 있다.
B = μ₀nI = 4π × 10⁻⁷ × 0 × 10 = 0 (T)
즉, 내부자계의 세기를 2000At/m로 하기 위해서는 코일의 권수가 어떤 값이든 상관없다. 따라서 정답은 "250"이 아닌 "모든 값"이 된다.
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