해설 보기
정답각 도선의 자기장 5 A/m가 같은 방향으로 더해져 10 A/m가 됩니다.
핵심 개념
무한 직선 도체에 의한 자기장의 세기(중첩)
무한히 긴 직선 도체에서 거리 r만큼 떨어진 지점의 자기장 세기는 H = I / (2πr)로 구합니다. 두 평행 도선이 만드는 자기장은 각 도선이 만드는 자기장을 벡터적으로 합성(중첩)해야 합니다. 특히 두 도선에 서로 반대 방향의 전류가 흐르면, 두 도선 사이 중간 지점에서는 각 도선이 만드는 자기장의 방향이 서로 같아져서 크기가 더해집니다. 반대로 같은 방향 전류라면 중간 지점에서 서로 상쇄됩니다. 이 문제는 반대 방향 전류이므로 두 값을 더해야 한다는 점이 핵심입니다.
선지별 해설
①0은 같은 방향 전류일 때 중간 지점에서 상쇄되는 경우의 값입니다. 이 문제는 반대 방향 전류라 상쇄가 아니라 합성이 되므로 0이 될 수 없습니다.
②한 도선만 고려한 값 H = 1.5π / (2π×0.15) = 5 A/m입니다. 두 도선의 기여를 합하지 않았으므로 틀렸습니다.
③7.5는 계산 근거가 없는 값으로, 중간 지점에서의 정확한 합성 결과가 아닙니다.
④중간 지점은 각 도선에서 0.15 m 떨어져 있어 각 도선의 자기장은 1.5π/(2π×0.15) = 5 A/m입니다. 반대 방향 전류라 두 자기장 방향이 같아 5+5 = 10 A/m가 됩니다.
해설 보기
정답공진 시 전류를 결정하는 것은 유도리액턴스가 아니라 저항 R입니다.
핵심 개념
RLC 직렬회로의 공진 특성
RLC 직렬회로의 공진은 유도리액턴스 XL과 용량리액턴스 XC의 크기가 같아져(XL = XC) 서로 상쇄되는 상태입니다. 이때 회로의 합성 임피던스는 순저항 R만 남아 최소가 되고, 따라서 전류는 최대가 됩니다. 임피던스가 순저항이므로 전압과 전류의 위상이 같아져 역률은 1이 됩니다. 즉 공진 시 회로의 전류를 결정하는 것은 리액턴스가 아니라 저항 R이라는 점이 핵심입니다.
선지별 해설