제8장 자기 회로

문제 1❳ 다음 자성체 중 반자성체가 아닌 것은?

㈎. 창연            ㈏. 구리            ㈐. 금              ㈑. 알루미늄

☞

문제 2❳ 비투자율 [eqn: mu _{s}]는 역자성체(逆磁性體)에서 다음 어느 값을 갖는가?

㈎. [eqn: mu _{s} `=`1]          ㈏. [eqn: mu _{s}] ＜ 1         ㈐. [eqn: mu _{s}] ＞ 1         ㈑. [eqn: mu _{s} `=`0]

☞ 비투자율 [eqn: mu _{s} `=` {mu } over {mu _{0}} `=`1+ {chi _{m}} over {mu _{0}}]에서

[eqn: mu _{s`} `>`1 LEFT ( chi _{m} `>`0 RIGHT )]이면 상자성체 [eqn: mu _{s} `<`1 LEFT ( chi _{m} `<`0 RIGHT )]이면 역자성체가 된다.

문제 3❳ 강자성체가 아닌 것은?

㈎. 철             ㈏. 니켈             ㈐. 백금            ㈑. 코발트

☞ 강자성체 : [eqn: Fe,``N`i,``Co]

상자성체 : [eqn: Al,``Mn,``Pt,``W,``Sn,``O _{2} ,``N _{2}] 등

역자성체 : [eqn: Bi,``C,``Si,``Ag,``Pb] 등

문제 4❳ 인접 영구 자기 쌍극자가 크기는 같으나 방향이 서로 반대 방향으로 배열된 자성체를 어떤 자성체라 하는가?

㈎. 반자성체       ㈏. 상자성체         ㈐. 강자성체        ㈑. 반강자성체

☞ 반자성체 : 영구 자기 쌍극자가 없는 재질

상자성체 : 인접 영구 자기 쌍극자의 방향이 규칙성이 없는 재질

강자성체 : 인접 영구 자기 쌍극자의 방향이 동일 방향으로 배열하는 재질

반강자성체 : 인접 영구 자기 쌍극자의 배열이 서로 반대인 재질

문제 5❳ 강자성체의 세 가지 특징이 아닌 것은?

㈎. 와전류 특성    ㈏. 히스테리시스 특성 ㈐. 고투자율 특성  ㈑. 포화 특성

☞

문제 6❳ 아래 그림들은 전자의 자기 모멘트의 크기와 배열 상태를 그 차이에 따라서 배열한 것인데 강자성체에 속하는 것은?

☞

문제 7❳ 물질의 자화 현상은?

㈎. 전자의 이동    ㈏. 전자의 공전    ㈐. 전자의 자전    ㈑. 분자의 운동

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문제 8❳ 히스테리시스 곡선에서 횡축과 종축은 각각 무엇을 나타내는가?

㈎. 횡축 : 자속 밀도,  종축 : 자계     ㈏. 횡축 : 기자력,  종축 : 자속 밀도

㈐. 횡축 : 자계,  종축 : 자속 밀도     ㈑. 횡축 : 자속 밀도,  종축 : 기자력

☞

문제 9❳ 히스테리시스 곡선에서 횡축과 만나는 것은 다음 중 어느 것인가?

㈎. 투자율         ㈏. 잔류 자기      ㈐. 자력선         ㈑. 보자력

☞

문제 10❳ 히스테리시스 손은 최대 자속 밀도의 몇 승에 비례하는가?

㈎. 1              ㈏. 1.6            ㈐. 2              ㈑. 2.6

☞ 히스테리시스손은 히스테리 면적과 같으며 그 값은 [eqn: p _{i} `=`kfB _{m} ` ^{1.6}]이다.

따라서 최대 자속 밀도에 1.6승에 비례

문제 11❳ 영구 자석의 재료로서 적당한 것은?

㈎. 잔류 자속 밀도가 크고 보자력이 작아야 한다.

㈏. 잔류 자속 밀도 와 보자력이 모두 작아야 한다.

㈐. 잔류 자속 밀도 와 보자력이 모두 커야 한다.

㈑. 잔류 자속 밀도가 작고 보자력이 커야 한다.

☞ 영구 자석이란 오랫동안 자기적 성질을 가지는 자석을 의미하므로 그만큼 자성체에 자기적 성분이 많이 남아 있어야 한다. 따라서 잔류 자기와 보자력이 둘 다 커야한다.

문제 12❳ 영구 자석에 관한 설명 중 옳지 않은 것은?

㈎. 히스테리시스 현상을 가진 재료만이 영구 자석이 될 수 있다.

㈏. 보자력이 클수록 자계가 강한 영구 자석이 된다.

㈐. 잔류 자속 밀도가 높을수록 자계가 강한 영구 자석이 된다.

㈑. 자석 재료로  폐회로를 만들면 강한 영구 자석이 된다.

☞

문제 13❳ 영구 자석의 재료로 사용되는 철에 요구되는 사항은?

㈎. 잔류 자기 및 보자력이 작은 것.

㈏. 잔류 자기가 크고 보자력이 작은 것.

㈐. 잔류 자기는 작고 보자력이 큰 것.

㈑. 잔류 자기 및 보자력이 큰 것.

☞ 교류기 철심 재료는 잔류 자속 밀도 및 보자력이 작아서 히스테리시스손이 작아야 좋지만 영구 자석 재료는 보자력 및 잔류 자속 밀도가 다 커야 한다.

문제 14❳ 전자석에 사용하는 연철(soft iron)은 다음 어느 성질을 가지는가?

㈎. 잔류 자기, 보자력이 모두 크다.

㈏. 보자력이 크고, 히스테리시스 곡선의 면적이 작다.

㈐. 보자력과 히스테리시스 곡선의 면적이 모두 작다.

㈑. 보자력이 크고, 잔류 자기가 작다.

☞

문제 15❳ 자화된 철의 온도를 높일 때 자화가 서서히 감소하다가 급격히 강자성이 상자성으로 변하면서 강자성을 잃어버리는 온도는?

㈎. 캘빈(Kelvin)의 온도               ㈏. 연화 온도(Transition)

㈐. 전이 온도                         ㈑. 퀴리(Curie) 온도

☞ 자화된 철의 온도를 높이면 자화가 서서히 감소하다가 [eqn: 690 SIM 870 LEFT [ CENTIGRADE RIGHT ]](순철에서는 [eqn: 790 LEFT [ CENTIGRADE RIGHT ]])에서 급속히 강자성이 상자성으로 변하면서 강자성을 잃어버리는데 이것은 철의 결정을 구성하는 원자의 열운동이 심해져서 자구의 배열이 파괴되기 때문이다. 이 변하는 온도를 임계 온도 또는 퀴리점이라 한다.

문제 16❳ 자계의 세기와 관계없이 급격히 자성을 잃는 점을 자기 임계 온도 또는 퀴리점(Curie point)이라고 한다. 다음 중 철의 임계 온도는?

㈎. 약 [eqn: 0 LEFT [ DEG RIGHT ]]       ㈏. 약 [eqn: 370 LEFT [ DEG RIGHT ]]     ㈐. 약 [eqn: 570 LEFT [ DEG RIGHT ]]     ㈑. 약 [eqn: 770 LEFT [ DEG RIGHT ]]

☞ 자화된 철의 온도를 높이면 자화가 서서히 감소하다가 [eqn: 690 SIM 870 LEFT [ CENTIGRADE RIGHT ]](순철에서는 [eqn: 790 LEFT [ CENTIGRADE RIGHT ]])에서 급속히 강자성을 잃어버린다.

문제 17❳ 강자성체를 소자시키는 방법으로 부적당한 것은?

㈎. 처음에 준 자계와 같은 정도의 직류 자계를 반대 방향으로 가하는 조작을 반복한다.(직류법)

㈏. 처음에 준 자계와 같은 방향의 강한 자계를 준 후 급랭한다.(급랭법)

㈐. 자화할 때와 같은 정도의 교류 자계를 가하고 그 값이 [eqn: 0]이 될 때 까지 점차로 감소시켜 간다.(교류법)

㈑. 강자성체의 온도를 퀴리점 이상이 될 때 까지 상승시킨다.(가열법)

☞ 소자 : 자성체의 자화를 [eqn: 0]으로 만드는 것.

소자 방법

① 퀴리 온도 이상으로 가열하여 외부 자장을 [eqn: 0]으로 한 상태에서 냉각(열소자법)

② 정자장이 없는 장소에서 강한 교류 자장을 작용시켜 그 진폭을 [eqn: 0]으로 점차 감소시키는 방법(교류 소자)

③ 처음 자화시킨 방향의 반대 방향으로 자계를 인가

문제 18❳ 길이 [eqn: 10 LEFT [ cm RIGHT ]], 단면의 반지름 [eqn: a`=`1 LEFT [ cm RIGHT ]]인 원통형 자성체가 길이의 방향으로 균일하게 자화되어 있을 때 자화의 세기가 [eqn: J`=`0.5 LEFT [ Wb/m ^{2} RIGHT ]]이라면 이 자성체의 자기 모멘트 [eqn: LEFT [ Wb/m RIGHT ]]는?

㈎. [eqn: 1.57 TIMES 10 ^{-4}]     ㈏. [eqn: 1.57 TIMES 10 ^{-5}]     ㈐. [eqn: 15.7 TIMES 10 ^{-4}]     ㈑. [eqn: 15.7 TIMES 10 ^{-6}]

☞ [eqn: J`=` Lim _{TRIANGLE -> 0} {{M} over {TRIANGLE V} `=` {M} over {TRIANGLE V}}]

[eqn: THEREFORE `M`=`J TRIANGLE V`=`0.5 TIMES 0.1 TIMES pi LEFT ( 10 ^{-2} RIGHT ) ^{2} `=`1.57 TIMES 10 ^{-5}]

문제 19❳ 강자성체의 자속 밀도 [eqn: B]의 크기와 자화의 세기 [eqn: J]의 크기 사이에는 어떤 관계가 있는가?

㈎. [eqn: J]는 [eqn: B]와 같다.                   ㈏. [eqn: J]는 [eqn: B]보다 약간 작다.

㈐. [eqn: J]는 [eqn: B]보다 대단히 크다.          ㈑. [eqn: J]는 [eqn: B]보다 약간 크다.

☞ [eqn: J`=` chi H`=` mu _{0} LEFT ( mu _{s} -1 RIGHT ) H`=`B- mu _{0} H`=` LEFT ( 1- {1} over {mu _{s}} RIGHT ) B LEFT [ Wb/m ^{2} RIGHT ]]

따라서 자화의 세기 [eqn: J]는 자속 밀도 [eqn: B] 보다 약간 작다.

문제 20❳ 강자성체의 자화의 세기 [eqn: J]와 자화력 [eqn: H] 사이의 관계는?

☞ 자기 포화 현상 : 강자성체가 일정 시점에 이르면 더 이상 자기적 성분을 가질 수 없게 되는 현상

문제 21❳ 다음 관계식 중 성립할 수 없는 것은? 단, [eqn: mu]는 투자율, [eqn: chi]는 자화율, [eqn: mu _{0}]는 진공의 투자율, [eqn: J]는 자화의 세기이다.

㈎. [eqn: mu `=` mu _{0} + chi]     ㈏. [eqn: B`=` mu H]       ㈐. [eqn: J`=` chi B]        ㈑. [eqn: mu _{s} `=`1+ {chi } over {mu _{0}}]

☞

문제 22❳ 평균 길이 [eqn: 1 LEFT [ m RIGHT ]]의 환상 철심이 있다. 이 철심에 500회의 코일을 감고 [eqn: 2 LEFT [ A RIGHT ]]의 전류를 흘려 철 중의 자속 밀도를 [eqn: 1.5 LEFT [ Wb/m ^{2} RIGHT ]]으로 할 때의 철심에 대한 자화의 세기 [eqn: LEFT [ Wb/m ^{2} RIGHT ]]를 구하면?

㈎. 2.0            ㈏. 1.5            ㈐. 1.0             ㈑. 0.5

☞ [eqn: J`=` chi H`=` mu _{0} LEFT ( mu _{s} -1 RIGHT ) H`=`B- mu _{0} H`=` LEFT ( 1- {1} over {mu _{s}} RIGHT ) B LEFT [ Wb/m ^{2} RIGHT ]]

[eqn: H`=` {N`I} over {l} `=` {2 TIMES 500} over {1} `=`1,000 LEFT [ AT/m RIGHT ]]

[eqn: THEREFORE `J`=`B- mu _{0} H`=`1.5-4 pi TIMES 10 ^{-7} TIMES 1,000` image `1.5 LEFT [ Wb/m ^{2} RIGHT ]]

문제 23❳ 비투자율 [eqn: mu _{s} `=`400]인 환상 철심 내의 평균 자계의 세기가 [eqn: H`=`3,000 LEFT [ AT/m RIGHT ]]이다. 철심 중의 자화의 세기 [eqn: J LEFT [ Wb/m ^{2} RIGHT ]]는?

㈎. 0.15           ㈏. 1.5            ㈐. 0.75           ㈑. 7.5

☞ [eqn: J`=` mu _{0} LEFT ( mu _{s} -1 RIGHT ) H`=`4 pi TIMES 10 ^{-7} LEFT ( 400-1 RIGHT ) 3,000`=`1.5 LEFT [ Wb/m ^{2} RIGHT ]]

문제 24❳ 반지름 [eqn: 3 LEFT [ cm RIGHT ]]의 원형 단면을 가진 환상의 연철심(비투자율 400)에 코일을 감고 이것에 전류를 흘린 결과 철심 중의 자계가 [eqn: 400 LEFT [ AT/m RIGHT ]]로 되었다. 자화의 세기 [eqn: LEFT [ Wb/m ^{2} RIGHT ]]는?

㈎. 약 0.5         ㈏. 약 0.2         ㈐. 약 [eqn: 2 TIMES 10 ^{-4}]     ㈑. 약 [eqn: 5 TIMES 10 ^{-4}]

☞ [eqn: J`=` mu _{0} LEFT ( mu _{s} -1 RIGHT ) H`=`4 pi TIMES 10 ^{-7} LEFT ( 400-1 RIGHT ) 400`=`0.2 LEFT [ Wb/m ^{2} RIGHT ]]

문제 25❳ 감자력은?

㈎. 자계에 반비례한다.                 ㈏. 자극의 세기에 반비례한다.

㈐.  자화의 세기에 비례한다.           ㈑. 자속에 반비례한다.

☞

문제 26❳ 다음 중 감자율이 [eqn: 0]인 것은?

㈎. 가늘고 짧은 막대 자성체            ㈏. 굵고 짧은 막대 자성체

㈐. 가늘고 긴 막대 자성체              ㈑. 환상 솔레노이드

☞

문제 27❳ 자기 감자력(self demagnetizing force)의 평등 자화되는 자성체에서의 관계가 옳은 것은?

㈎. 투자율에 비례한다.                 ㈏. 자화의 세기에 비례한다.

㈐. 감자율에 반비례한다.               ㈑. 자계에 비례한다.

☞

문제 28❳ 투자율이 [eqn: mu]이고 감자율이 [eqn: N]인 자성체를 외부 자계 [eqn: H _{0}] 중에 놓았을 때 자성체의 자화 세기 [eqn: J]를 구하면?

㈎. [eqn: {mu _{0} LEFT ( mu _{s} +1 RIGHT )} over {1+N LEFT ( mu _{s} +1 RIGHT )} H _{0}]                    ㈏. [eqn: {mu _{0} mu _{s}} over {1+N LEFT ( mu _{s} +1 RIGHT )} H _{0}]

㈐. [eqn: {mu _{0} mu _{s}} over {1+N LEFT ( mu _{s} -1 RIGHT )} H _{0}]                    ㈑. [eqn: {mu _{0} LEFT ( mu _{s} -1 RIGHT )} over {1+N LEFT ( mu _{s} -1 RIGHT )} H _{0}]

☞ 감자력 [eqn: H``'`=` {NJ} over {mu _{0}}]라 하면 자성체의 내부 자계는

[eqn: H`=`H _{0} -H``'`=`H _{0} - {NJ} over {mu _{0}} LEFT [ A/m RIGHT ]]

[eqn: J`=` chi _{m} H],   [eqn: chi _{m} `=` mu _{0} -1 LEFT [ Wb/m ^{2} RIGHT ]]

[eqn: H]를 소거하면 [eqn: J`=` {chi _{m}} over {1+ {chi _{m} N} over {mu _{0}}} H _{0} `=` {mu _{0} LEFT ( mu _{s} -1 RIGHT )} over {1+N LEFT ( mu _{s} -1 RIGHT )} H _{0} LEFT [ Wb/m ^{2} RIGHT ]]

문제 29❳ 균등 자계 [eqn: H] 중에 놓여진 투자율 [eqn: mu]인 자성체의 자화의 세기는? 단, 자성체의 감자율은 [eqn: N]이다.

㈎. [eqn: J`=` {mu _{0} LEFT ( mu - mu _{0} RIGHT )} over {mu _{0} +N LEFT ( mu - mu _{0} RIGHT )} H _{0}]               ㈏. [eqn: J`=` {mu LEFT ( mu _{0} - mu RIGHT )} over {mu _{0} +N LEFT ( mu _{0} - mu RIGHT )} H _{0}]

㈐. [eqn: J`=` {mu _{0} LEFT ( mu - mu _{0} RIGHT )} over {mu +N LEFT ( mu - mu _{0} RIGHT )} H _{0}]                ㈑. [eqn: J`=` {mu LEFT ( mu - mu _{0} RIGHT )} over {mu _{0} +N LEFT ( mu _{0} - mu RIGHT )} H _{0}]

☞ [eqn: J`=` {chi _{m}} over {1+ {chi _{m} N} over {mu _{0}}} H _{0} `=` {{mu _{0} LEFT ( mu _{s} -1 RIGHT )} over {1+ mu _{0} LEFT ( mu _{s} -1 RIGHT ) N}} over {mu _{0}} H _{0} `=` {mu _{0} ` ^{2} LEFT ( mu _{2} -1 RIGHT )} over {mu _{0} mu _{0} + mu _{0} LEFT ( mu _{s} -1 RIGHT ) N} H _{0} `=` {mu _{0} LEFT ( mu - mu _{0} RIGHT )} over {mu _{0} + LEFT ( mu - mu _{0} RIGHT ) N} H _{0}]

문제 30❳ 비투자율이 2,000인 철심의 자속밀도가 [eqn: 5 LEFT [ Wb/m ^{2} RIGHT ]]일 때 이 철심에 축적되는 에너지 밀도는 몇 [eqn: LEFT [ J/m ^{3} RIGHT ]]인가?

㈎. 2,540          ㈏. 3,074          ㈐. 3,954          ㈑. 4,976

☞ [eqn: W`=` {1} over {2} BH`=` {1} over {2} mu H ^{2} `=` {B ^{2}} over {2 mu } LEFT [ J/m ^{3} RIGHT ]]으로부터

[eqn: W`=` {B ^{2}} over {2 mu } `=` {5 ^{2}} over {2 TIMES 4 pi TIMES 10 ^{-7} TIMES 2,000} `=`4,973.5 LEFT [ J/m ^{3} RIGHT ]]

문제 31❳ 자계의 세기 [eqn: H LEFT [ AT/m RIGHT ]], 자속 밀도 [eqn: B LEFT [ Wb/m ^{2} RIGHT ]], 투자율 [eqn: mu LEFT [ H/m RIGHT ]]인 곳의 자계의 에너지 밀도 [eqn: LEFT [ J/m ^{3} RIGHT ]]는?

㈎. [eqn: BH]            ㈏. [eqn: {1} over {2 mu } H ^{2}]          ㈐. [eqn: {1} over {2} mu H]          ㈑. [eqn: {1} over {2} BH]

☞ 자계 내에 저장되는 단위 체적당의 자기 에너지는

[eqn: w _{m} `=` int _{0} ^{B} {H BULLET dB LEFT [ J/m ^{3} RIGHT ]}]

[eqn: B`=` mu H LEFT [ Wb/m ^{2} RIGHT ]]에서 [eqn: mu `=`일정](const)이면

[eqn: w _{m} `=` int _{0} ^{B} {H BULLET dB`=` int _{0} ^{B} {{B} over {mu } dB`=` {B ^{2}} over {2 mu } `=` {1} over {2} BH LEFT [ J/m ^{3} RIGHT ]}}]

문제 32❳ 두 개의 자극판이 놓여 있다. 이 때의 자극판 사이의 자속 밀도 [eqn: B LEFT [ Wb/m ^{2} RIGHT ]], 자계의 세기 [eqn: H LEFT [ AT/m RIGHT ]], 투자율 [eqn: mu]라 하는 곳의 자계의 밀도 [eqn: LEFT [ J/m ^{3} RIGHT ]]는?

㈎. [eqn: {1} over {2} HB ^{2}]         ㈏. [eqn: HB]             ㈐. [eqn: {1} over {2 mu } H ^{2}]         ㈑. [eqn: {1} over {2 mu } B ^{2}]

☞

문제 33❳ 그림과 같이 진공 중에 자극 면적이 [eqn: 2 LEFT [ cm ^{2} RIGHT ]], 간격이 [eqn: 0.1 LEFT [ cm RIGHT ]]인 자성체 내에서 포화 자속 밀도가 [eqn: 2 LEFT [ Wb/m ^{2} RIGHT ]]일 때 두 자극면 사이에 작용하는 힘의 크기 [eqn: LEFT [ N RIGHT ]]는?

㈎. 0.318

㈏. 3.18

㈐. 31.8

㈑. 318

☞ [eqn: F`=`F _{0} S`=` {B ^{2}} over {2 mu _{0}} TIMES 2S]

[eqn: =` {2 ^{2}} over {2 TIMES 4 pi TIMES 10 ^{-7}} TIMES 2 TIMES 10 ^{-4} `=`318 LEFT [ N RIGHT ]]

문제 34❳ 전자석의 흡입력은 자속 밀도를 [eqn: B]라 할 때 어떻게 되는가?

㈎. [eqn: B]에 비례       ㈏. [eqn: B ^{{3} over {2}}]에 비례     ㈐. [eqn: B ^{1.6}]에 비례     ㈑. [eqn: B ^{2}]에 비례

☞

문제 35❳ 그림과 같이 Gap의 단면적 [eqn: S LEFT [ m ^{2} RIGHT ]]의 전자석에 자속 밀도 [eqn: B LEFT [ Wb/m ^{2} RIGHT ]]의 자속이 발생될 때 철편을 흡입하는 힘은 몇 [eqn: LEFT [ N RIGHT ]]인가?

㈎. [eqn: {B ^{2} S} over {2 mu _{0}}]            ㈏. [eqn: {B ^{2} S} over { mu _{0}}]

㈐. [eqn: {B ^{2} S ^{2}} over { mu _{0}}]           ㈑. [eqn: {2B ^{2} S ^{2}} over { mu _{0}}]

☞ 자성체의 단위 체적당 자기 에너지

[eqn: W`=` int _{0} ^{B} {H`dB`=` int _{0} ^{B} {mu H`dH`=` {1} over {2} mu H ^{2} `=` {1} over {2} BH`=` {B ^{2}} over {2 mu } LEFT [ J/m ^{3} RIGHT ]}}]에서 작용하는 작용면에서의 힘의 크기 [eqn: F LEFT [ N RIGHT ]]은 [eqn: F`=`f BULLET S`=` {B ^{2}} over {2 mu _{0}} 2S`=` {B ^{2} S} over {mu _{0}}](작용면이 2개 이므로 [eqn: 2S])

문제 36❳ 그림과 같은 모양의 자화 곡선을 나타내는 자성체 막대를 충분히 강한 평등 자계 중에서 매분 3,000회 회전시킬 때 자성체는 단위 체적당 약 몇 [eqn: LEFT [ kcal/sec RIGHT ]]의 열이 발생하는가? 단, [eqn: B _{r} `=`2 LEFT [ Wb/m ^{2} RIGHT ]], [eqn: H _{L} `=`500 LEFT [ AT/m RIGHT ]], [eqn: B`=` mu H]에서 [eqn: mu ` !=] 일정.

㈎. 11.7

㈏. 47.8

㈐. 70.2

㈑. 200

☞ 히스테리시스 곡선의 면적 = 체적당 전력

[eqn: 4B _{r} H _{L} `=`4 TIMES 2 TIMES 500`=`4,000 LEFT [ W/m ^{3} RIGHT ]]

[eqn: H`=`0.24 TIMES 4,000 TIMES {3,000} over {60} TIMES 10 ^{-3} `=`48 LEFT [ Kcal/sec RIGHT ]]

문제 37❳ 투자율이 다른 두 자성체가 평면으로 접하고 있는 경계면에서 전류 밀도가 [eqn: 0]일 때 성립하는 경계 조건은?

㈎. [eqn: mu _{2} tan theta _{1} `=` mu _{1} tan theta _{2}]                   ㈏. [eqn: mu _{1} cos theta _{1} `=` mu _{2} cos theta _{2}]

㈐. [eqn: B _{1} sin theta _{1} `=`B _{2} cos theta _{2}]                   ㈑. [eqn: mu _{1} tan theta _{1} `=` mu _{2} tan theta _{2}]

☞

문제 38❳ 투자율이 다른 두 자성체의 경계면에서의 굴절각은?

㈎. 투자율에 비례한다.                 ㈏. 투자율에 반비례한다.

㈐. 자속에 비례한다.                   ㈑. 투자율에 관계없이 일정하다.

☞

문제 39❳ 기자력의 단위는?

㈎. [eqn: V]              ㈏. [eqn: Wb]            ㈐. [eqn: AT]            ㈑. [eqn: N]

☞ 기자력 [eqn: F`=`N`I LEFT [ AT RIGHT ]]

문제 40❳ 자기 회로의 퍼미언스(permeance)에 대응하는 전기 회로의 요소는?

㈎. 도전율          ㈏. 컨덕턴스        ㈐. 정전 용량       ㈑. 엘라스턴스

자기 회로	전기 회로
자속 [eqn: phi LEFT [ Wb RIGHT ]] 자계 [eqn: H LEFT [ A/m RIGHT ]] 기자력 [eqn: F LEFT [ AT RIGHT ]] 자속 밀도 [eqn: B LEFT [ Wb/m ^{2} RIGHT ]] 투자율 [eqn: mu LEFT [ H/m RIGHT ]] 자기 저항 [eqn: R _{m} LEFT [ AT/Wb RIGHT ]]	전류 [eqn: I LEFT [ A RIGHT ]] 전계 [eqn: E LEFT [ V/m RIGHT ]] 기전력 [eqn: U LEFT [ V RIGHT ]] 전류 밀도 [eqn: i LEFT [ A/m ^{2} RIGHT ]] 도전율 [eqn: k LEFT [ Ω/m RIGHT ]] 전기 저항 [eqn: R LEFT [ OMEGA RIGHT ]]

☞ 자기 회로와 전기 회로의 대응

문제 41❳ 철심이 든 환상 솔레노이드에서 [eqn: 1,000 LEFT [ AT RIGHT ]]의 기자력에 의하여 철심 내에 [eqn: 5 TIMES 10 ^{-5} LEFT [ Wb RIGHT ]]의 자속이 통하면 이 철심 내의 자기 저항은 몇 [eqn: LEFT [ AT/Wb RIGHT ]]가 되겠는가?

㈎. [eqn: 5 TIMES 10 ^{2}]          ㈏. [eqn: 2 TIMES 10 ^{7}]          ㈐. [eqn: 5 TIMES 10 ^{-2}]         ㈑. [eqn: 2 TIMES 10 ^{-7}]

☞ [eqn: R`=` {F} over {phi } `=` {N`I} over {phi } `=` {1,000} over {5 TIMES 10 ^{5}} `=`200 TIMES 10 ^{5} `=`2 TIMES 10 ^{7} LEFT [ AT/Wb RIGHT ]]

문제 42❳ 전기 회로에서 도전도 [eqn: LEFT [ mho /m RIGHT ]]에 대응하는 것은 자기 회로에서 무엇인가?

㈎. 자속            ㈏. 기자력          ㈐. 투자율          ㈑. 자기 저항

☞

문제 43❳ 어떤 막대 철심이 [eqn: 3.86 TIMES 10 ^{4}]있다.  단면적이 [eqn: 0.4 LEFT [ m ^{2} RIGHT ]], 길이가 [eqn: 0.8 LEFT [ m RIGHT ]], 비투자율이 20이다. 이 철심의 자기 저항 [eqn: LEFT [ AT/Wb RIGHT ]]은?

㈎. [eqn: 3.86 TIMES 10 ^{4}]        ㈏. [eqn: 7.96 TIMES 10 ^{4}]        ㈐. [eqn: 3.86 TIMES 10 ^{5}]       ㈑. [eqn: 7.96 TIMES 10 ^{5}]

☞ [eqn: R _{m} `=` {l} over {mu S} `=` {0.8} over {4 pi TIMES 10 ^{-7} TIMES 20 TIMES 0.4} `=`7.96 TIMES 10 ^{4} LEFT [ AT/Wb RIGHT ]]

문제 44❳ 자기 회로의 단면적 [eqn: S LEFT [ m ^{2} RIGHT ]], 길이 [eqn: l LEFT [ m RIGHT ]], 비투자율 [eqn: mu _{s}], 진공의 투자율 [eqn: mu _{0} LEFT [ H/m RIGHT ]]일 때 자기 저항은?

㈎. [eqn: {l} over {mu _{0} mu _{s} S}]          ㈏. [eqn: {mu _{0} mu _{s} l} over {S}]           ㈐. [eqn: {S} over {mu _{0} mu _{s} l}]          ㈑. [eqn: {mu _{0} mu _{s} S} over {l}]

☞

문제 45❳ 공심 환상 솔레노이드의 단면적이 [eqn: 10 LEFT [ cm ^{2} RIGHT ]], 평균 자로 길이가 [eqn: 20 LEFT [ cm RIGHT ]], 코일에 흐르는 전류가 [eqn: 2 LEFT [ A RIGHT ]]일 때 솔레노이드 내부의 자속 [eqn: LEFT [ Wb RIGHT ]]은 약 얼마인가?

㈎. [eqn: 4 pi TIMES 10 ^{-4}]        ㈏. [eqn: 4 pi TIMES 10 ^{-6}]        ㈐. [eqn: 2 pi TIMES 10 ^{-4}]        ㈑. [eqn: 2 pi TIMES 10 ^{-6}]

☞ [eqn: phi `=` {mu SNI} over {l} `=` {4 pi TIMES 10 ^{-7} TIMES 10 TIMES 10 ^{-4} TIMES 500 TIMES 2} over {0.2} `=`2 pi TIMES 10 ^{-6} LEFT [ Wb RIGHT ]]

문제 46❳ 그림과 같은 지름 [eqn: 0.01 LEFT [ m RIGHT ]]의 원형 단면적을 가진 평균 반지름 [eqn: 0.1 LEFT [ m RIGHT ]]의 환상 솔레노이드의 권수는 500회, 이 코일에 흐르는 전류는 [eqn: 2 LEFT [ A RIGHT ]]라고 할 때 전체 자속은 몇 [eqn: LEFT [ Wb RIGHT ]]인가?

㈎. [eqn: 1.56 TIMES 10 ^{-4}]

㈏. [eqn: 5.0 TIMES 10 ^{-3}]

㈐. [eqn: 2.74 TIMES 10 ^{2}]

㈑. 1

☞ [eqn: phi `=` {mu SNI} over {l} `=` {mu pi a ^{2} NI} over {2 pi r} `=` {4 pi TIMES 10 ^{-7} TIMES 1,000 TIMES pi TIMES 0.005 ^{2} TIMES 500 TIMES 2} over {2 pi TIMES 0.1} `=`1.57 TIMES 10 ^{-4} LEFT [ Wb RIGHT ]]

문제 47❳ 코일로 감겨진 자기 회로에서 철심의 투자율을 [eqn: mu]라고 하고 회로의 길이를 [eqn: l]이라 할 때 그 회로의 일부에 미소 공극 [eqn: l _{g}]를 만들면 회로의 자기 저항은 처음의 몇 배가 되는가? 단, [eqn: l` >> `l _{g}]이다. 즉 [eqn: l-l _{g} ` image `l]이다.

㈎. [eqn: 1+ {mu l} over {mu _{0} l _{g}}]         ㈏. [eqn: 1+ {mu _{0} l _{g}} over {mu l}]         ㈐. [eqn: 1+ {mu _{0} l} over {mu l _{g}}]          ㈑. [eqn: 1+ {mu l _{g}} over {mu _{0} l}]

☞

문제 48❳ 길이 [eqn: 1 LEFT [ m RIGHT ]]의 철심([eqn: mu _{s} `=`1,000]) 자기 회로에 [eqn: 1 LEFT [ mm RIGHT ]]의 공극이 생겼을 때 전체의 자기 저항은 약 몇 배로 증가되는가? 단, 각 부의 단면적은 일정하다.

㈎. 1.5             ㈏. 2               ㈐. 2.5             ㈑. 3

☞ [eqn: {R _{0}} over {R _{F}} `=`1+ {R _{g}} over {R _{F}} `=`1+ {l _{g} mu } over {mu _{0} l} `=`1+ {l _{g} mu _{0} mu _{s}} over {mu _{0} l} `=` {l _{g} mu _{s}} over {l} `=`1+ {10 ^{-3} TIMES 1,000} over {1} `=`2]

문제 49❳ 비투자율 [eqn: mu _{s}], 길이 [eqn: l]인 철심에 권수 [eqn: N]인 환상 솔레노이드 코일이 있다. 이 때 철심의 길이 [eqn: l _{1}]인 미소 공극을 만들었을 때 공극 자계 세기 [eqn: H _{F}]의 비 [eqn: H _{F} `/`H _{A}]는?

㈎. [eqn: mu _{s}]              ㈏. [eqn: {1} over {mu _{s}}]             ㈐. [eqn: {mu _{s} LEFT ( l-l _{1} RIGHT )} over {l _{1}}]        ㈑. [eqn: {l _{1}} over {mu _{s} LEFT ( l-l _{1} RIGHT )}]

☞ 공극에 있어서 자속의 퍼짐이 없으면 철심 내부와 공극 부분의 자속 밀도가 같게 되므로 [eqn: H _{F} `=` {B} over {mu } `=` {B} over {mu _{0} mu _{s}}],   [eqn: H _{A} `=` {B} over {mu _{0}} `=` mu _{s} H _{F}]   [eqn: THEREFORE ` {H _{F}} over {H _{F}} `=` {1} over {mu _{s}}]

문제 50❳ 공극을 가진 환형 자기 회로에서 공극 부분의 길이와 투자율은 철심 부분의 것에 각각 0.01배와 0.001배이다. 공극의 자기 저항은 철심 부분의 자기 저항의 몇 배인가? 단, 자기 회로의 단면적은 같다고 본다.

㈎. 9배             ㈏. 10배            ㈐. 11배            ㈑. 18.18배

☞ 철심 부분의 자기 저항을 [eqn: R _{c} `=` {l _{c}} over {mu S}]라 하면 공극 부분의 자기 저항 [eqn: R _{g}]는

[eqn: R _{g} `=` {0.01l _{c}} over {0.01 mu S} `=`10 {l _{c}} over {mu S} `=`10R _{c}]

문제 51❳ 공극(air gap)을 가진 환상 솔레노이드에서 총 권수 [eqn: N]회, 철심의 투자율 [eqn: mu LEFT [ H/m RIGHT ]], 단면적 [eqn: S LEFT [ m ^{2} RIGHT ]], 길이 [eqn: l LEFT [ m RIGHT ]]이고 공극의 길이 [eqn: delta]일 때 공극부의 자속 밀도 [eqn: B LEFT [ Wb/m ^{2} RIGHT ]]를 얻기 위해서는 몇 [eqn: LEFT [ A RIGHT ]]의 전류를 흘려야 하는가?

㈎. [eqn: {N} over {B} LEFT ( {l} over {mu } + {delta } over {mu _{0}} RIGHT )]     ㈏. [eqn: {N} over {B} LEFT ( {l} over {mu } + {delta } over {mu } RIGHT )]       ㈐. [eqn: {B} over {N} LEFT ( {l} over {mu } + {delta } over {mu _{0}} RIGHT )]     ㈑. [eqn: {B} over {N} LEFT ( {l} over {mu } + {delta } over {mu } RIGHT )]

☞

[eqn: B`=` mu H`=` mu {N`I} over {mu }]   [eqn: THEREFORE `I`=` {BL} over {mu N}]

[eqn: I`=`I _{F} +I _{0} `=` {BI} over {mu N} +B delta `=` {B} over {N} LEFT ( {1} over {mu } + {delta } over {mu _{0}} RIGHT )]