해설 보기
정답힘·자속이 같으면 오른손 법칙과 왼손 법칙의 전류 방향이 동일하다는 설명은 틀립니다.
핵심 개념
플레밍의 왼손·오른손 법칙
플레밍의 왼손 법칙은 자기장 속 전류 도체가 받는 힘의 방향을 나타내어 전동기의 원리에 적용되고, 오른손 법칙은 자기장 속에서 도체가 움직일 때 유도되는 기전력(전류)의 방향을 나타내어 발전기의 원리에 적용됩니다. 두 법칙 모두 엄지(힘·운동), 검지(자속), 중지(전류)가 서로 직각을 이룹니다. 다만 같은 힘·자속 조건에서 두 법칙이 지시하는 전류 방향은 서로 반대인데, 이는 유도 전류가 운동을 방해하는 방향으로 흐른다는 렌츠의 법칙에서 비롯됩니다.
선지별 해설
①왼손 법칙에서 엄지는 도체가 받는 힘을, 오른손 법칙에서 엄지는 도체의 운동(가해진 힘) 방향을 가리키므로 두 법칙 모두 엄지가 힘의 방향을 나타냅니다.
②오른손 법칙은 도체의 운동에 의해 유도되는 기전력의 방향을 주므로 발전기의 원리에 적용됩니다.
③두 법칙 모두 엄지·검지·중지가 나타내는 힘, 자속, 전류의 세 방향이 서로 90°로 직교합니다.
④힘(운동)과 자속의 방향이 같더라도, 왼손 법칙에 의한 전류 방향과 오른손 법칙에 의한 유도 전류 방향은 서로 반대입니다. 유도 전류는 운동을 방해하는 방향으로 흐르기 때문이며, 따라서 '동일하다'는 설명은 틀렸습니다.
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정답V1을 반전 단자, V2를 비반전 단자에 연결하고 궤환을 반전 단자로 둔 표준 감산기입니다.
핵심 개념
감산기(차동 증폭기) 구성
Vout = V2 - V1은 차동 증폭기(감산기)로 구현합니다. 표준 감산기는 한 입력을 저항을 통해 반전(-) 단자에 연결하고 출력에서 반전 단자로 궤환 저항을 두며, 다른 입력을 저항을 통해 비반전(+) 단자에 연결하고 그 단자를 저항으로 접지시킵니다. 모든 저항이 같으면 비반전 입력 전압이 (연결된 입력)/2가 되고, 이상적 Op-Amp의 가상 단락(V- = V+)과 반전 단자의 KCL을 적용하면 Vout = (비반전 단자 입력) - (반전 단자 입력)이 됩니다. 여기서 두 가지가 핵심입니다. 첫째, 궤환은 반드시 반전(-) 단자로 가야 안정적인 선형 동작이 되고, 비반전 단자로 궤환하면 양(+) 궤환이 되어 출력이 포화합니다. 둘째, 감산 결과의 부호는 어느 입력이 어느 단자에 오는지로 결정됩니다.