문제 #14863

Question

무한히 넓은 평면 자성체의 앞 a[m] 거리의 경계면에 평행하게 무한히 긴 직선 전류 I[A] 가 흐를 때, 단위 길이당 작용력은 몇 [N/m] 인가?

Accepted Answer

이 문제는 **자기 경계면에서의 자기력**에 관한 문제입니다. 핵심 개념은 **자기장의 불연속성과 자기력의 발생**입니다. 무한히 넓은 자성체와 직선 전류가 있을 때, 자성체의 투자율($\mu$)과 진공의 투자율($\mu_0$)이 다르기 때문에 경계면에서 자기장이 불연속적으로 변합니다. 이 자기장의 불연속성은 경계면에 **등가 면 전류**를 유도하며, 이 등가 면 전류와 원래의 직선 전류 사이에 쿨롱의 법칙과 유사한 자기력이 작용합니다. 정답 3번은 이러한 자기 경계면에서의 힘의 크기를 나타내는 올바른 공식이며, 특히 두 매질의 투자율 차이에 비례하고 거리의 역수에 비례하는 자기력의 특성을 보여줍니다.

문제 1