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2005년08월07일 4번

[전기자기학]
반지름이 3cm인 원형 단면을 가지고 있는 환상 연철심에 코일을 감고, 여기에 전류를 흘려서 철심 중의 자계의 세기가 400AT/m 가 되도록 여자할 때 철심 중의 자속밀도는 약 몇 WB/m2인가?(단, 철심의 비투자율은 400이라고 한다.)

  • ① 0.2
  • ② 0.8
  • ③ 1.6
  • ④ 2
(정답률: 52%)

문제 해설

자계의 세기 H는 N*I/L이고, 자속밀도 B는 μ*N*I/L이다. 여기서 N은 코일의 밀도, I는 전류, L은 철심의 길이, μ는 비투자율이다.

우선 철심의 길이 L은 원의 둘레인 2πr이므로 6π cm이다. 코일의 밀도 N은 단면적인 πr^2를 곱한 후 코일의 길이인 L'로 나누면 된다. 여기서 L'은 철심의 길이와 같다. 따라서 N = πr^2/L = π(3cm)^2/(6π cm) = 1.5 cm^-1이다.

자계의 세기 H는 400 AT/m이므로, 전류 I는 H*L/N = 400*6π/(1.5*10^-2) = 100,000 A이다.

마지막으로 자속밀도 B는 μ*N*I/L = 400*1.5*10^-2*100,000/(6π) = 0.2 WB/m^2이다.

따라서 정답은 "0.2"이다.
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