전류에 의한 자기장

직선 전류에 의한 자기장

1. 자기장

• 자기장은 자석 주위나 전류 주위에 자기력이 작용하는 공간임. 자기장의 방향은 자기장 내에 놓인 나침반 자침의 N극이 가리키는 방향임. 자기장은 자석의 양쪽 끝 부분에서 가장 세고, 자석이나 전류로부터 멀어질수록 약해짐

2. 자기장의 모양

• 직선 도선 주위의 자기장은 도선을 중심으로 하는 동심원 모양임

3. 자기장의 방향

• 앙페르 법칙 : 오른손의 엄지손가락이 전류의 방향을 향하게 할 때 나머지 네 손가락이 감아쥐는 방향
• 오른나사 법칙 : 전류의 방향으로 오른나사를 진행시킬 때 나사가 돌아가는 방향

4. 자기장의 세기

• 직선 전류에 의한 자기장의 세기(B)는 도선에 흐르는 전류의 세기(I)에 비례하고, 도선으로부터의 수직 거리(r)에 반비례함

• 자기장의 세기는 자기장에 수직한 단위 면적을 지나는 자기력선의 개수에 비례함. 어떤 단면을 수직으로 지나가는 자기력선의 총 개수를 자기력선속이라고 하므로, 자기장의 세기 B는 자기력선속 Φ를 단면적 S로 나눈 것과 같음

 

두개의 직선 전류에 의한 합성 자기장

1. O점에서 자기장

• O점에서 도선 (가)에 의한 자기장의 방향은 종이면에 수직으로 들어가는 방향이고, 도선 (나)에 의한 자기장의 방향은 종이면에서 수직으로 나오는 방향임. 따라서 도선에 흐르는 전류의 세기가 같다면 O점에서 자기장의 세기는 0임

2. A점에서 자기장

• A점에서 도선 (가), (나)에 의한 자기장의 방향은 종이면에서 수직으로 나오는 방향이므로, 합성 자기장의 방향도 종이면에서 수직으로 나오는 방향임

3. B점에서 자기장

• 도선에 흐르는 전류의 세기가 같다면 거리가 가까운 도선 (가)에 의한 자기장의 세기가 더 세므로 합성 자기장의 방향은 종이면에 수직으로 들어가는 방향임

4. C점에서 자기장

• C점에서 도선 (가), (나)에 의한 자기장의 방향은 종이면에 수직으로 들어가는 방향이므로, 합성 자기장의 방향도 종이면에 수직으로 들어가는 방향임

원형 전류에 의한 자기장

1. 자기장의 모양

• 직선 전류에 의한 자기장을 원 모양으로 한 바퀴 감은 것과 같은 모양임

2. 자기장의 방향

• 오른손의 엄지손가락이 전류의 방향을 향하게 할 때 나머지 네 손가락이 감아쥐는 방향

3. 자기장의 세기

• 원형 전류의 중심에서 자기장의 세기(B)는 전류의 세기(I)에 비례하고 도선이 만드는 원의 반지름(r)에 반비례 함

• 동심원 : 같은 중심을 가지며 반지름이 다른 두 개 이상의 원임