2005년03월06일 18번

[전기자기학]
무한히 긴 직선 도체에 전류 I[A]를 흘릴 때 이 전류로부터 d[m]되는 점의 자속밀도는 몇 [W/m²] 인가?

①
②
③
④ 

(정답률: 70%)

문제 해설

암페르 법칙에 의해 전류 I[A]가 흐르는 직선 도체를 둘러싸는 원통 표면에서 자속밀도 B[T]는 다음과 같이 계산할 수 있다.

B = μ₀ * I / (2πr)

여기서 μ₀는 자유공간의 유도율이고, r은 원통의 반지름이다. 이 문제에서는 무한히 긴 직선 도체를 고려하므로 원통의 반지름은 무한대로 가정할 수 있다. 따라서 원통 표면에서의 자속밀도는 다음과 같다.

B = μ₀ * I / (2π∞) = μ₀ * I / ∞ = 0

즉, 무한히 긴 직선 도체를 둘러싸는 원통 표면에서는 자속밀도가 0이므로 보기 중에서 "

"가 정답이다. 이는 직선 도체가 무한히 길기 때문에 전류가 모든 방향으로 동일하게 흐르기 때문이다.

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