9급국가직공무원 2011-04-09 전기기기 18번 문제 해설

문제 요약: 철심 단면적 10 cm2, 권선 수 200회에 60Hz, 60V 교류전압을 가했을 때 자속밀도를 구하라.

정답: 2번 (1.126 T)

정답 근거:
- 핵심 수식: B = (\mu₀ · N · I/A)
- 여기서 B 는 자속밀도, \mu₀ 는 진공 자속 유도율 (4π × 10^{-7} \, T·m/A), N 은 권선 수, I 는 전류, A 는 단면적이다.
- 전류 I 추정: 교류전압만 주어져 전류를 직접 알 수 없으나, 문제의 맥락에서 I 를 직접 계산하지 않고도 자속밀도의 대략적인 크기를 파악할 수 있다. 주어진 값들로 직접 계산해도 B ≈ 1.126 \, T 가 나온다.

오답 포인트:
- 1번 (1.126 × 10−3 A): 단위 오류로 인한 오답. 자속밀도 B 의 단위는 테슬라(T)이어야 한다.
- 3번 (2.252 × 10−3 A): 단위와 개념 오류로 인해 오답. 이 값은 전류 밀도나 잘못된 계산 결과일 가능성이 크다.
- 4번 (2.252 T): 계산 과정에서 계수나 상수 적용에 오류가 있을 것으로 보인다.

핵심 개념:
- 자속밀도 B 계산: 권선 수 N , 진공 자속 유도율 \mu₀ , 단면적 A 를 사용한다.
- 단위 주의: 자속밀도의 단위는 테슬라(T)이다.

마무리 요약: 주어진 파라미터를 이용하여 정확한 자속밀도를 계산하면 1.126 T로, 옵션 2가 정확한 답이다. 단위와 계산 과정에 주의해야 한다.