9급국가직공무원 2009-04-11 전기이론 8번 문제 해설

문제 요약: 반지름 a의 무한 원통형 도체에 흐르는 직류 전류가 생성하는 자기장 H의 분포를 올바르게 나타낸 것을 선택하시오.

정답: 1번 ([IMAGE:9급국가직공무원(전기이론)20090411files/image003.gif])

정답 근거:
- 암페레의 법칙에 따라 무한 원통형 도체 주변의 자기장 H는 원통축으로부터의 거리 r에 따라 다음과 같이 변합니다:
\[
H = (I/2π r) \quad if \quad r > a \quad (원통 외부)
\]
\[
H = (I/2a) \quad if \quad r ≤q a \quad (원통 내부)
\]
그래프는 r > a에서 감소하는 선형 관계와 r ≤q a에서 일정한 값을 보이는 특성을 정확히 나타냅니다.

오답 포인트:
- 2, 3, 4번: 이들 옵션은 원통 내부와 외부에서의 자기장 변화 패턴을 잘못 나타내거나, 특히 r > a에서의 감소율을 정확히 표현하지 못합니다.

핵심 개념:
- 무한 원통형 도체 내부: 일정한 자기장 강도 H = (I/2a)
- 무한 원통형 도체 외부: 거리에 따라 감소하는 선형 관계 H = (I/2π r)

마무리 요약: 정답은 원통 내부와 외부의 자기장 특성을 정확히 반영하는 그래프입니다. 이를 통해 암페레의 법칙을 이해할 수 있습니다.