2015년04월04일 12번
[전기 이론] 진공 중에서 같은 크기의 두 자극을 1m 거리에 놓았을 때, 그 작용하는 힘이 6.33N×104N이 되는 자극 세기의 단위는?
- ① 1Wb
- ② 1C
- ③ 1A
- ④ 1W
(정답률: 79%)
문제 해설
정답은 "1Wb"입니다.
이유는 힘의 단위인 뉴턴(Newton)은 kg·m/s2이고, 진공에서 자극이 작용하는 힘은 자기장의 세기에 비례합니다. 따라서, 자기장의 세기를 나타내는 단위인 테슬라(Tesla)를 사용하여 계산할 수 있습니다.
두 자극이 같은 크기이므로, 각각이 작용하는 힘은 3.165×104N입니다. 이때, 1m 거리에 작용하는 자기장의 세기는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.
F = BIL
B = F/IL
여기서, I는 전류의 세기이고, L은 전류가 흐르는 길이입니다. 진공에서는 전류가 흐르지 않으므로 I=0입니다. 따라서,
B = F/L
B = 3.165×104N/1m
B = 3.165×104T
자기장의 세기를 나타내는 단위인 테슬라(Tesla)는 1T = 1Wb/m2입니다. 따라서, 위에서 구한 자기장의 세기를 테슬라로 변환하면 다음과 같습니다.
B = 3.165×104T = 3.165×104Wb/m2
따라서, 자극 세기의 단위는 "1Wb"입니다.
이유는 힘의 단위인 뉴턴(Newton)은 kg·m/s2이고, 진공에서 자극이 작용하는 힘은 자기장의 세기에 비례합니다. 따라서, 자기장의 세기를 나타내는 단위인 테슬라(Tesla)를 사용하여 계산할 수 있습니다.
두 자극이 같은 크기이므로, 각각이 작용하는 힘은 3.165×104N입니다. 이때, 1m 거리에 작용하는 자기장의 세기는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.
F = BIL
B = F/IL
여기서, I는 전류의 세기이고, L은 전류가 흐르는 길이입니다. 진공에서는 전류가 흐르지 않으므로 I=0입니다. 따라서,
B = F/L
B = 3.165×104N/1m
B = 3.165×104T
자기장의 세기를 나타내는 단위인 테슬라(Tesla)는 1T = 1Wb/m2입니다. 따라서, 위에서 구한 자기장의 세기를 테슬라로 변환하면 다음과 같습니다.
B = 3.165×104T = 3.165×104Wb/m2
따라서, 자극 세기의 단위는 "1Wb"입니다.
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