연습문제

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1.1 트로이드에서 2[mm] 공극부분을 제외한 나머지 부분은 길이가 10[Cm] 강자성체인 실리콘강으로 되어 있다. 공극부분의 단면적이 6[Cm²]인 트로이드에 코일 500 회를 감고 심내의 자속밀도를 1[T]로 하기위한 전류의 크기[A]를 결정하시오. 단, 실리콘강 1[T]에 대응되는 H는 200 [At/m]이다.

답: 3.22[A]

1.2 공심 트로이드에서 권선회수가 500 회이고,단면적이 6[Cm²], 평균 반경이 15[Cm]이다.전류 4[A]가 흐를때 자속밀도는 몇 [T]인가?

답: 2.67x10 ^{− 3}

1.3 그림은 실리콘강이다. 그림에서 바깥쪽의 두 철심의 단면적 1.5[Cm²], 길이 12[Cm]이고, 가운데 철심은 단면적 2.5 [Cm²], 길이 4[Cm]이다. 권선수가 1250이고, 전류가 10[mA]흐르는 코일을 가운데 감았다. 가운데 철심에서의 자속밀도[T]를 구하여라.(단, μ = 0.005)

답: 4.46428[A]

1.4 그림과 같은 자기회로에서 좌측철심의 가운데에서 B = 0.6[T]일때 왼쪽 철심에 권선수가 1230.0 인 코일을 감을때 코일에 흘러야하는 전류는 몇 [A]인가? 좌측철심의 길이(L1)는 10[Cm], 단면적(S1)은 6[Cm²]이고 위와 아래 철심의 길이(L2)는 15[Cm], 단면적(S2)은 [Cm²이며 공극의 길이는 0.6[Cm]이다. (좌측 철심의 H는 100[At/m], 위와 아래 철심의 H는 160[At/m]이다.)

답: 3.5398[A]

1.5 4번 문제의 그림의 공극에서 양극면에 작용하는 힘은 공극을 넓히려 하는가? 또는 좁히려 하는가? (전자면 +, 후자면 - ) 그리고 이 힘[N]을 구하시오.

해답 예) 전자이며 힘의 크기가 2000일때 : +2000

답: -128.9155039[A]

1.6 3.0 [A]의 전류가 흐르는 100회권선의 그림과 같은 코일의 자속이 0.68[Wb]라면 이 코일의 단면적은 몇[Cm²]인가? (단,투자율은 0.1이다.)

답: 0.23[m²]

1.7 비자성체 트로이드 철심의 길이가 0.8[m] 이고, 단면적이 4.0[Cm²]일 때 자기저항은 몇 [At/Wb]인가? (단,투자율은 0.1이다.)

답: 20000[At/Wb]

1.8 자기저항이 6139.0[At/Wb] 이고, 자속이 0.6[Wb]인 트로이드 코일의 길이가 200[m]일때, 자계의 세기는 몇 [At/m] 인가?

답: 18.417[At/m]

1.9 600회권인 트로이드 코일에 866.0[mA]의 전류가 흐를때, 자계의 세기는 몇 [At/m]인가? (단, 코일의 길이는 6[m]이다.)

답: 86.6[At/m]

1.10 반지름이 5[m]이고 코일의 권회수가 500회권인 환상솔레노이드에 861.0[mA]의 전류가 흐를때, 자계의 세기는 몇 [At/m] 인가?

답: 13710191[At/m]

1.11 반지름이 5[m]이고 코일의 권회수가 500회권인 환상솔레노이드의 중심에 20.0[At/m]의 자계를 발생시키려면, 몇 [A]의 전류를 흘려야 하는가?

답: 1.2563[A]

1.12 다음중 옳은 것을 고르시오.

1) 계전기가 닫히고 열리는 원리는 고철 인양용 자석과의 원리와는 근본적으로 다르다

2) 와전류손실은 주파수 f에 민감하다.

3) 와전류는 항상 원하지 않는 것이어서 어떠한 디바이스에서도 최소화한다

4) 자기재료의 B-H 자화곡선에서 B = 투자율 * H 의 관계가 항상 성립한다

답: (2)

1.13 600회선이고 단면적이 1[Cm²]인 코일에 0.6[A]의 전류를 흘렸을 때,0.88[Wb]의 자속이 창출된다. 전류를 2[A]로 증가시켰을때, 창출되는 자속은 몇[Wb]인가?

답: 2.9333[Wb]

1.14 600회선이고 단면적이 1[Cm²]인 트레이드 코일에 0.7[A]의 전류를 흘렸을때, 0.79[Wb]의 자속이 창출된다. 전류를 4[A]로 증가 시켰을때, 트로이드 코일의 자속밀도는 몇[T]인가?

답: 45142.85714[T]

1.15 그림과 같은 계전기는 주강으로 만들어진 철심과 박강판으로 된 전기자를 가진다. 전기자를 잡아당기기 위해 요구되는 전류[A]는 얼마인가? 스프링 장력을 이기기 위해 전기자에 작용되는 힘은 66.0[N]이라 한다. 철심의 투자율은 1106.7 [H/m], 박강판의 투자율은 215.4[H/m]이다. (단, H-B 자화곡선은 항상 선형을 유지한다고 가정한다.)

답: 1.087072315[A]

1.16 600회선이고 단면적이 1[Cm²]인 코일에 0.6[A]의 전류를 흘렸을때,0.51[Wb]의 자속이 창출된다. 전류를 5[A]로 증가 시켰을때, 자기저항은 몇 배가되는가?

답: 1배

1.17 그림과 같은 인양용 자석에서 작용하는 인력이 14540.0[N]일때 요구되는 전체 MMF[At]를 정하여라. 인양용 자석의 극면은 200[Cm²]의 면적을 가지며 70[Cm]의 자속경로의 단면적이 된다. 그 극면은 35[Cm]떨어져 있다. 공극은 1[mm], 자석의 비투자율은 1574.0[H/m], 판의 비투자율은 237.0[H/m]이다. (단, H-B 자화곡선은 항상 선형을 유지한다고 가정한다.)

답: 943.228[At]

1.18 어떤 전기용품에 사용된 자기재료에서 와전류손실이 204.2[W]이라면 성층의 두께를 반으로 했을때의 와전류손실[W]은 얼마인가? 와류손 정수는 30.7 이고 최대자속밀도는 27.1[T], 사용된 전원주파수는 12[Hz]이다.

답: 51.05[W]

1.19 특정 자기계통에 대한 철손이 80[Hz]에서 826.0[W]이고 철손이 40[Hz]에서 234.0[W]되게 하는 자속을 유지한다. 40[Hz]에서의 와전류손실[W]을 정하여라.

답: 179[W]

1.20 다음중 옳지 않은 것은?

1) 인양용 자석의 원리는 반대극성의 자기극간의 성질과 공극의 성질을 이용한 것이다.

2) 자계의 세기는 코일 권회수와 코일에 흐르는 전류에 직접 비례하지는 않는다

3) 와전류손실은 주파수 f에 민감하다

4) 전기용품에서 사용된 자기재료는 그 재료에서의 전력손실에 비례하는 히스테리시스루프 면적을 가진다

답: (2)