2007년03월04일 17번

[전기자기학]
권수 600회, 평균 직경 20cm, 단면적 10cm²의 환상솔레 노이드 내부의 비투자율 800의 철심이 들어있다. 여기에 1A의 전류를 흘린다면 철심중의 자속은 몇 Wb 인가?

① 9.6×10-2
② 9.6×10-3
③ 9.6×10-4
④ 9.6×10-5

(정답률: 49%)

문제 해설

자기장의 크기는 다음과 같이 구할 수 있다.

B = μ₀μᵣH

여기서 B는 자기장의 크기, μ₀은 자유공간의 유도체율(4π×10⁻⁷), μᵣ은 상대유도율(800), H는 자기장의 강도이다. H는 다음과 같이 구할 수 있다.

H = NI/l

여기서 N은 총권수, I는 전류, l은 철심의 길이이다. l은 다음과 같이 구할 수 있다.

l = A/d

여기서 A는 단면적, d는 직경이다. 따라서 H는 다음과 같이 구할 수 있다.

H = NI/(A/d)

B를 구하기 위해서는 H에 μ₀μᵣ을 곱해주면 된다.

B = μ₀μᵣNI/(A/d)

여기서 N은 600권, A는 10cm², d는 20cm이므로,

l = A/d = 10/20 = 0.5cm

H = NI/(A/d) = 1/(0.5×10⁻²) = 2000 A/m

B = μ₀μᵣNI/(A/d) = 4π×10⁻⁷×800×600×2000/(10×10⁻⁴) = 9.6×10⁻⁴ T

따라서 정답은 "9.6×10⁻⁴"이다.

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