문제 #16102

Question

그림과 같은 모양의 자화곡선을 나타내는 자성체 막대를 충분히 강한 평등자계 중에서 매분 3000회 회전시킬 때 자성체는 단위체적당 매초 약 몇 [kcal]의 열이 발생하는가? (단, B_r = 2[wb/m^2], H_L = 500[AT/m], B =μH에서 μ는 일정하 지 않음)

Accepted Answer

이 문제는 자성체가 외부 자기장에 의해 반복적으로 자화될 때 발생하는 에너지 손실, 즉 히스테리시스 손실을 계산하는 문제입니다. 자성체가 회전하면서 자화곡선(히스테리시스 루프)을 따라 에너지를 흡수하고 방출하는데, 이 과정에서 열이 발생합니다. **정답 이유:** 주어진 자성체 막대가 매분 3000회 회전한다는 것은 1초에 50회의 자화 주기(주파수 f = 50 Hz)를 갖는다는 의미입니다. 자성체 막대의 단위 체적당 발생하는 열은 히스테리시스 루프의 면적에 비례하며, 이 면적은 단위 자화 주기당 에너지 손실을 나타냅니다. 문제에서 주어진 $B_r$ (잔류 자기 밀도)와 $H_L$ (보자력)을 이용하여 히스테리시스 루프의 대략적인 면적을 추정하고, 이를 회전 주파수와 곱하여 단위 시간당 에너지 손실을 계산하면 약 47.6 [kcal/m³·s]에 해당하는 값을 얻을 수 있습니다. **핵심 개념:** * **히스테리시스 손실:** 자성체가 외부 자기장에 의해 반복적으로 자화될 때 발생하

문제 1