x좌표 0과 2에서 x축에 수직으로 놓인 두 개의 무한 직선 도선에 각각 I, 3I의 전류가 반대 방향으로 흐를 때 자계의 세기가 0인 지점의 x좌표는?
2021년 지방직 9급 전자공학개론 13번
2021년도 시행 • 13번 문항
💡 정답 및 상세 해설 확인하기
정답: 1번
■ 1단계: 자계 상쇄 영역 판별
• 무한 직선 도선에 의한 자계의 세기: $H = \frac{I}{2\pi r}$
• $x = 0$에 전류 $I$, $x = 2$에 전류 $3I$가 반대 방향으로 흐르므로, 두 자계가 반대 방향이면서 크기가 같아지는 지점은 전류가 작은 도선의 바깥쪽인 $x < 0$ 영역에 위치합니다.
■ 2단계: 자계 평형 방정식 수립 및 $x$ 계산
• $x = 0$으로부터의 거리를 $r = -x > 0$라 둘 때:
$$\frac{I}{2\pi r} = \frac{3I}{2\pi (r + 2)}$$
$$3r = r + 2 \implies 2r = 2 \implies r = 1$$
• 따라서 $x = -r = -1$입니다.
■ 최종 결과:
• 자계의 세기가 0인 점의 x좌표는 -1 (①번)
• 무한 직선 도선에 의한 자계의 세기: $H = \frac{I}{2\pi r}$
• $x = 0$에 전류 $I$, $x = 2$에 전류 $3I$가 반대 방향으로 흐르므로, 두 자계가 반대 방향이면서 크기가 같아지는 지점은 전류가 작은 도선의 바깥쪽인 $x < 0$ 영역에 위치합니다.
■ 2단계: 자계 평형 방정식 수립 및 $x$ 계산
• $x = 0$으로부터의 거리를 $r = -x > 0$라 둘 때:
$$\frac{I}{2\pi r} = \frac{3I}{2\pi (r + 2)}$$
$$3r = r + 2 \implies 2r = 2 \implies r = 1$$
• 따라서 $x = -r = -1$입니다.
■ 최종 결과:
• 자계의 세기가 0인 점의 x좌표는 -1 (①번)