문제 #17054

Question

그림과 같이 반지름 a[m] 의 한번 감긴 원형 코일이 균일 한 자속밀도 B[Wb/m^2] 인 자계에 놓여있다. 지금 코일 면을 자계와 나란하게 전류 I[A] 를 흘리면 원형코일이 자계로부터 받는 회전 모멘트는 몇 [N\cdot m/rad] 인가?

Accepted Answer

이 문제는 원형 코일에 흐르는 전류가 균일한 자기장 속에서 받는 회전 모멘트(토크)를 구하는 문제입니다. 핵심 개념은 **자기 모멘트**와 **자기장 속에서의 토크**입니다. 정답은 4번 $\pi a^2BI$입니다. 원형 코일이 받는 회전 모멘트의 크기는 코일의 면적, 코일에 흐르는 전류, 그리고 자기장의 세기에 비례하며, 코일 면이 자기장과 나란할 때 최대가 됩니다. 특히, 원형 코일의 면적은 $\pi a^2$이므로, 자기 모멘트($\mu = IA = I \pi a^2$)에 자기장($B$)을 곱하면 토크($	au = \mu B$)를 얻을 수 있습니다.

문제 1