2021년08월14일 54번

[전기자기학]
평균 반지름(r)이 20cm, 단면적(S)이 6cm²인 환상 철심에서 권선수(N)가 500회인 코일에 흐르는 전류(I)가 4A 일 때 철심 내부에서의 자계의 세기(H)는 약 몇 AT/m인가?

① 1590
② 1700
③ 1870
④ 2120

(정답률: 알수없음)

문제 해설

먼저, 환상 철심의 자기장은 다음과 같이 구할 수 있다.

B = μ * N * I / L

여기서, B는 자기장의 세기, μ는 자기 상수, N은 권선수, I는 전류, L은 철심의 길이이다.

또한, 자기장의 세기와 자계의 세기는 다음과 같은 관계가 있다.

B = μ * H

따라서, H = B / μ 이다.

환상 철심의 단면적은 S = π * r^2 이므로, 반지름 r = √(S/π) = √(6/π) cm 이다.

또한, 철심의 길이 L은 전체 길이에서 끝 부분의 길이를 뺀 값이므로, L = 2πr - 2l cm 이다. 여기서 l은 철심의 두께이다.

환상 철심의 자기 상수는 공기의 자기 상수와 거의 같으므로, μ ≈ 4π × 10^-7 H/m 이다.

따라서, H = μ * N * I / L = (4π × 10^-7) * 500 * 4 / (2π * 0.2 - 2 * 0.01) ≈ 1590 AT/m 이다.

따라서, 정답은 "1590" 이다.

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