전자력

공개 문항 33개

1. 문항 1 전기이론 · 전자력과 전자유도

   자장 내에 있는 도체에 전류를 흘리면 힘(전자력)이 작용하는데, 이 힘의 방향은 어떤 법칙으로 정하는가?

   1. 플레밍의 오른손 법칙
   2. 플레밍의 왼손 법칙
   3. 렌쯔의 법칙
   4. 앙페르의 오른나사 법칙

   정답과 해설

   정답 2번

   전류가 흐르는 도체가 자기장에서 받는 힘의 방향은 플레밍의 왼손 법칙으로 정한다.

   풀이

   정답 근거: 자기장 내 도체에 전류가 흐를 때 발생하는 힘(전자력)의 방향은 플레밍의 왼손 법칙으로 결정한다(엄지=힘, 검지=자기장, 중지=전류).

   오답 소거: 플레밍의 오른손 법칙은 발전기(유도기전력) 방향, 렌쯔 법칙은 유도기전력의 방향(자속 변화 반대), 앙페르의 오른나사 법칙은 전류가 만드는 자기장 방향에 관한 것이다.

   핵심 개념: '전동기=왼손, 발전기=오른손'. 암기팁: '전동왼, 발전오' 줄임말로 암기한다.

   처음이라면

   선풍기나 전기자동차 모터(전동기)가 힘을 내서 돌아가는 것처럼, 전류가 흐르는 도체는 자기장(자석이 만드는 보이지 않는 힘의 장) 속에서 힘을 받아요.

   이때 힘의 방향을 알려주는 도구가 바로 '플레밍의 왼손 법칙'입니다.

   왼손을 이렇게 펴보세요:

   • 엄지 → 힘의 방향
   • 검지 → 자기장의 방향
   • 가운뎃손가락 → 전류의 방향

   암기하는 꿀팁: '전동기는 왼손, 발전기는 오른손'!

   줄여서 '전동왼, 발전오'라고 외우면 시험에서 헷갈리지 않아요.

   이런 문제가 나오면 → '전류 + 자기장 → 힘' 이야기가 나오면 왼손(전동기), '움직임 + 자기장 → 전압(유도기전력)' 이야기가 나오면 오른손(발전기)이라고 생각하세요.

   한 걸음 더

   자기장 내 전류가 흐르는 도체에 작용하는 전자력(플레밍의 왼손 법칙): 엄지=힘(F), 검지=자속(B), 중지=전류(I)로 방향 판정한다. 이 원리가 전동기의 구동 원리다.

   오답: ① 오른손 법칙은 유도기전력(발전기), ③ 렌쯔 법칙은 유도전류가 자속 변화를 방해하는 방향, ④ 앙페르 법칙은 전류가 만드는 자기장 방향에 관한 것이다.

   이 유형 패턴: '전자력/힘' → 왼손, '기전력/발전기' → 오른손.

   꿀팁: '전동왼, 발전오'로 암기하면 선택지 ①②를 즉시 구분할 수 있다.

2. 문항 2 전기이론 · 전자력과 전자유도

   자체 인덕턴스 $200[\text{mH}]$의 코일에서 0.1[s] 동안에 $30[\text{A}]$의 전류가 변화하였다. 코일에 유도되는 기전력은?

   1. 6[V]
   2. 15[V]
   3. 60[V]
   4. 150[V]

   정답과 해설

   정답 3번

   코일에 유도되는 기전력은 '자체 인덕턴스 × 전류변화율'로 구하며, mH를 H로 바꾸는 것이 핵심이다.

   풀이

   정답 근거: 코일에 유도되는 기전력은 $e=L\frac{\Delta I}{\Delta t}=200\times10^{-3}\times\frac{30}{0.1}=60\text{V}$이다.

   오답 소거: mH를 H로 환산하지 않거나 시간 나눗셈을 잘못하면 6V, 15V, 150V 같은 오답이 나온다.

   핵심 공식: $e=L\frac{di}{dt}$. 암기팁: 문제1과 동일 유형 — 단위 변환(mH→H)을 가장 먼저 확인하는 습관을 들인다.

   처음이라면

   스프링을 빨리 누르면 강하게 되받치듯, 코일도 전류가 빨리 변하면 강한 기전력(전기를 밀어내는 힘)을 만들어냅니다.

   먼저 단위를 바꿔요. 200mH는 0.2H입니다.

   전류변화율(전류가 매초 몇 A씩 변했는지)을 구해요.

   30A ÷ 0.1초 = 300A/s

   기전력 = 인덕턴스 × 전류변화율

   0.2 × 300 = 60V

   이런 문제가 나오면 → mH를 H로 먼저 바꾸고, '전류변화 ÷ 시간'을 구해서 L에 곱한다!

   한 걸음 더

   공식: $e = L\frac{\Delta I}{\Delta t}$

   $L = 200×10^{-3} = 0.2[H]$

   $e = 0.2 × \frac{30}{0.1} = 0.2 × 300 = 60[V]$

   오답 원인: mH→H 환산을 빠뜨리면 600V, 시간 계산을 30×0.1으로 하면 0.6V 등 오류가 생긴다.

   이 유형 패턴: 'L이 주어지고 전류변화·시간이 주어지면' 무조건 $e=L\Delta I/\Delta t$ 적용.

   꿀팁: 계산 전에 mH, μH 단위를 10의 거듭제곱으로 먼저 정리하면 실수가 사라진다.

3. 문항 3 전기이론 · 전자력과 전자유도

   권선수 50인 코일에 $5\text{A}$의 전류가 흘렀을 때 $10^{-3}\text{Wb}$의 자속이 코일 전체를 쇄교하였다면 이 코일의 자체 인덕턴스는?

   1. 10mH
   2. 20mH
   3. 30mH
   4. 40mH

   정답과 해설

   정답 1번

   자체 인덕턴스는 '자속 쇄교수(권선수 × 자속)를 전류로 나눈 값'이므로 50 × 0.001 ÷ 5 = 0.01H = 10mH다.

   풀이

   정답 근거: 코일의 자체 인덕턴스는 $L=\frac{N\Phi}{I}=\frac{50\times10^{-3}}{5}=10\times10^{-3}\text{H}=10\text{mH}$이다.

   오답 소거: 권수(N)와 전류(I)를 곱하거나 나누는 순서를 착각하면 20mH, 30mH 등 오답이 나온다.

   핵심 공식: $L=\frac{N\Phi}{I}$(자속 쇄교수를 전류로 나눔).

   암기팁: '인덕턴스는 코일당 쇄교자속을 전류로 나눈 값'으로 정의를 그대로 외운다.

   처음이라면

   코일(전선을 감은 것)에 전류를 흘려주면 자석처럼 자기장이 만들어지는데, 그 자기장의 세기를 '자속'으로 표현해요.

   자체 인덕턴스(L, 코일이 자기장을 얼마나 잘 만드는지 나타내는 값)는 이렇게 구합니다.

   '자속 쇄교수(권선수 × 자속)를 전류로 나눈다'

   $L = \frac{N\Phi}{I}$

   여기에 값을 넣어보면:

   $N\Phi = 50 \times 10^{-3} = 0.05$

   $L = \frac{0.05}{5} = 0.01\text{H}$

   $0.01\text{H} = 10\text{mH}$ (1H = 1000mH)

   이런 문제가 나오면 → '권선수 × 자속 ÷ 전류' 공식 하나만 외우면 바로 풀린다.

   한 걸음 더

   $L = \frac{N\Phi}{I} = \frac{50 \times 10^{-3}}{5} = 10^{-2}\text{H} = 10\text{mH}$

   오답 소거: N과 Φ를 나누거나 I를 곱하는 등 순서를 헷갈리면 20~40mH가 나온다.

   이 유형 패턴: 자속 쇄교수($\lambda = N\Phi$)를 전류로 나누는 인덕턴스 정의 문제.

   꿀팁: 단위 환산 실수 주의 — $10^{-3}\text{H} = 1\text{mH}$, 답이 H로 나오면 mH로 바꿔 선택지와 대조하라.

   • 인덕턴스
4. 문항 4 전기이론 · 전자력과 전자유도

   자속밀도가 2Wb/m²인 평등 자기장 중에 자기장과 30°의 방향으로 길이 0.5m인 도체에 8A의 전류가 흐르는 경우 전자력(N)은?

   1. 8
   2. 4
   3. 2
   4. 1

   정답과 해설

   정답 2번

   자기장 안의 도체가 받는 힘은 F = BIL sinθ로 구하고, 30°의 sin값은 0.5이므로 답은 4N이다.

   풀이

   자기장 내 도체에 작용하는 전자력은 $F=BIL\sin\theta$로 계산한다.

   $B=2\text{Wb/m}^2$, $I=8\text{A}$, $L=0.5\text{m}$, $\theta=30°$이므로 $F=2\times8\times0.5\times\sin30°=8\times0.5=4\text{N}$이다.

   핵심공식: 플레밍의 왼손법칙에 의한 전자력 $F=BIL\sin\theta$ (θ는 자기장과 도체가 이루는 각).

   암기팁: 자기장과 도체가 수직(90°)일 때 힘이 최대, 평행(0°)일 때 힘이 0이 됨을 기억.

   처음이라면

   철로 위의 자석이 전류가 흐르는 선을 미는 것처럼, 자기장(마그네틱 같은 보이지 않는 힘의 장) 속에서 전류가 흐르는 도체는 힘을 받아요. 이 힘을 전자력이라고 해요.

   힘의 크기는 '자속밀도 × 전류 × 길이 × 각도 보정'으로 계산해요.

   공식: F = B × I × L × sinθ

   값을 하나씩 넣어볼게요.

   B = 2, I = 8, L = 0.5

   sin30° = 0.5 (이 값은 암기 필수!)

   F = 2 × 8 × 0.5 × 0.5

   F = 4N

   이런 문제가 나오면 → '자기장 + 전류 + 도체길이 + 각도'가 다 나오면 F = BIL sinθ 공식에 대입하고, sin30° = 0.5만 기억하면 됩니다.

   한 걸음 더

   전자력 공식: $F = BIL\sin\theta$

   $F = 2 \times 8 \times 0.5 \times \sin30° = 8 \times 0.5 = 4\text{N}$

   ①은 sin을 안 곱한 경우(90°로 잘못 본 케이스), ③④는 각이나 단위 처리를 잘못한 계산.

   이 유형 패턴: B, I, L, θ가 다 주어지면 무조건 F = BIL sinθ 대입.

   꿀팁: sin30° = 0.5, sin90° = 1(최대), sin0° = 0(힘 없음) 세 가지만 기억하면 대부분 풀린다.

5. 문항 5 전기이론 · 전자력과 전자유도

   그림과 같은 자극사이에 있는 도체에 전류 (I)가 흐를 때 힘은 어느 방향으로 작용하는가?

   

   1. 가
   2. 나
   3. 다
   4. 라

   정답과 해설

   정답 1번

   플레밍의 왼손 법칙으로 검지는 자기장(N→S), 중지는 전류, 엄지는 힘의 방향을 가리키므로 힘은 '가' 방향이다.

   풀이

   플레밍의 왼손 법칙(전동기 원리)에 따라 자기장(N→S 방향), 전류의 방향을 알면 도체가 받는 힘의 방향을 결정할 수 있습니다.

   왼손의 검지를 자기장(N에서 S), 중지를 전류 방향으로 맞추면 엄지가 힘의 방향을 가리킵니다.

   그림에서 자극 배치와 전류 방향을 대입하면 힘은 '가' 방향으로 작용합니다.

   암기 팁: "왼손 법칙 - 검지(자기장), 중지(전류), 엄지(힘)", 발전기는 오른손 법칙(플레밍의 오른손 법칙)과 구분해야 합니다.

   처음이라면

   손바닥으로 하는 가위바위보처럼, 전기에서도 '손 법칙'이라는 암기 도구를 씁니다.

   전류가 흐르는 도체를 자기장(자석이 만드는 보이지 않는 힘의 장) 속에 놓으면 도체가 힘을 받는데, 그 방향을 알려주는 것이 플레밍의 왼손 법칙입니다.

   왼손을 펴서:

   검지 → 자기장 방향 (N극에서 S극으로)

   중지 → 전류 방향 (+에서 -로)

   엄지 → 도체가 받는 힘의 방향

   이렇게 세 손가락을 서로 직각(90도)으로 맞춰 그림에 대입하면 엄지가 '가' 방향을 가리킵니다.

   참고로 전동기(힘을 만드는 기계)는 왼손, 발전기(전기를 만드는 기계)는 오른손입니다.

   이런 문제가 나오면 → 왼손 법칙(검지=자기장, 중지=전류, 엄지=힘)을 그림에 직접 대입해보자.

   한 걸음 더

   플레밍의 왼손 법칙: 검지=자기장(N→S), 중지=전류(+→-), 엄지=힘의 방향.

   그림의 자극 배치와 전류 방향에 왼손을 대입하면 엄지가 '가' 방향 → 정답 ①.

   오답 주의: 손을 반대로 쓰거나(오른손), 검지와 중지를 바꿔 대입하면 방향이 틀린 답이 나온다.

   이 유형 패턴: 자기장 속 도체가 받는 힘 = 왼손, 유도 기전력 = 오른손.

   꿀팁: "왼전 오발" - 왼손은 전동기, 오른손은 발전기.

6. 문항 6 전기이론 · 전자력과 전자유도

   자체 인덕턴스 $2,[\text{H}]$의 코일에 $25,[\text{J}]$의 에너지가 저장되어 있다면 코일에 흐르는 전류는?

   1. 2[A]
   2. 3[A]
   3. 4[A]
   4. 5[A]

   정답과 해설

   정답 4번

   코일에 저장된 에너지 공식 $W=\frac{1}{2}LI^2$를 전류에 대해 거꾸로 정리하면 $I=\sqrt{\frac{2W}{L}}=5$[A]가 된다.

   풀이

   정답 근거: 코일 저장에너지 $W=\frac{1}{2}LI^2$에서 $I=\sqrt{\frac{2W}{L}}=\sqrt{\frac{2\times25}{2}}=\sqrt{25}=5\text{A}$. 오답 소거: 2, 3, 4A는 제곱근 계산 과정에서 자릿수를 잘못 처리한 값이다.

   핵심 공식: $W=\frac{1}{2}LI^2$, $I=\sqrt{\frac{2W}{L}}$. 암기팁: '에너지 공식을 전류에 대해 정리(제곱근)'하는 역산 과정을 연습해서 암기.

   처음이라면

   감기는 스프링을 눌러서 저장해둔 힘처럼, 코일(전기를 자석처럼 만드는 감은 선)도 전류가 흐를 때 에너지를 저장해 둡니다.

   이때 저장되는 에너지(W)는 '인덕턴스(L) 곱하기 전류(I)의 제곱의 절반'입니다.

   공식으로 쓰면: $W=\frac{1}{2}LI^2$

   전류를 구하려면 공식을 거꾸로(L에 대해 I를 구하려면) 정리합니다.

   먼저 양변에 2를 곱해요: $2W=LI^2$

   그다음 L로 나눠요: $I^2=\frac{2W}{L}$

   제곱을 없애려면 루트(제곱근)를 씌웁니다.

   $I=\sqrt{\frac{2\times25}{2}}=\sqrt{25}=5$[A]

   답은 ④번입니다.

   이런 문제가 나오면 → '에너지 W와 L이 주어지고 전류를 구하라'이면 $I=\sqrt{\frac{2W}{L}}$ 공식을 바로 쓰세요.

   한 걸음 더

   코일 저장에너지 공식: $W=\frac{1}{2}LI^2$ → $I=\sqrt{\frac{2W}{L}}$

   $I=\sqrt{\frac{2\times25}{2}}=\sqrt{25}=5$[A] → ④

   오답: ②③은 $\frac{W}{L}$에 2를 곱하지 않은 경우, ①은 $\sqrt{25}$ 계산 착오.

   이 유형 패턴: W와 L이 주어지면 무조건 $I=\sqrt{2W/L}$ 역산 공식.

   꿀팁: $2\times25=50$, $50\div2=25$로 루트 안이 '완전제곱수'가 되는지 먼저 확인하면 계산이 빨라진다.

7. 문항 7 전기이론 · 전자력과 전자유도

   다음은 어떤 법칙을 설명한 것인가? 전류가 흐르려고 하면 코일은 전류의 흐름을 방해한다. 또, 전류가 감소하면 미를 계속 유지하려고 하는 성질이 있다.

   1. 쿨롱의 법칙
   2. 패러데이의 법칙
   3. 렌츠의 법칙
   4. 플레밍의 왼손 법칙

   정답과 해설

   정답 3번

   전류 변화를 방해하고 유지하려는 코일의 성질은 렌츠의 법칙(유도기전력의 방향)이다.

   풀이

   정답 근거: '코일이 전류의 흐름을 방해하거나, 전류 감소 시 흐름을 유지하려는 성질'은 코일(인덕터)에 흐르는 전류의 변화를 자기유도에 의해 저항하는 렌츠의 법칙(유도기전력은 자속 변화를 방해하는 방향으로 발생)의 구체적 표현이다.

   오답 소거: 쿨롱의 법칙은 전하 간의 힘, 패러데이의 법칙은 유도기전력의 크기 산출, 플레밍의 왼손 법칙은 전동기 힘의 방향 결정 법칙으로 코일의 전류 변화 저항 성질과는 직접 관련이 없다.

   핵심 공식: 렌츠의 법칙 - 유도기전력은 자속(전류) 변화를 방해하는 방향으로 발생($e=-L\frac{di}{dt}$의 음수 부호가 이를 반영).

   암기팁: '코일은 변화를 싫어한다(관성처럼 작용)'는 렌츠의 법칙 성질을 이미지로 기억한다.

   처음이라면

   코일(인덕터)은 전류가 갑자기 커지면 그 변화를 방해하고, 전류가 줄어들면 계속 흐르게 하려는 성질이 있습니다. 무거운 물체가 움직임 변화에 저항하는 관성과 비슷하다고 생각하세요.

   이 성질을 설명하는 것이 렌츠의 법칙입니다. 유도 기전력은 항상 자속(전류)의 변화를 방해하는 방향으로 발생한다는 내용입니다.

   패러데이의 법칙은 유도 기전력의 '크기'를 구하는 법칙이고, 쿨롱의 법칙은 전하 간의 힘, 플레밍의 왼손 법칙은 도체가 받는 힘의 '방향'을 정하는 것이라 이 문제 설명과는 다릅니다.

   이런 문제가 나오면 → '변화를 방해하려는 성질 = 렌츠'로 바로 연결하세요.

   한 걸음 더

   전류 증가 시 방해하고 감소 시 유지하려는 코일의 성질은, 유도기전력이 자속 변화를 방해하는 방향으로 생긴다는 렌츠의 법칙

   패러데이는 유도기전력의 크기, 쿨롱은 전하 간 힘, 플레밍 왼손은 전자력 방향으로 모두 소거된다.

   전자기 유도 개념 문제는 '크기=패러데이, 방향·반발=렌츠'로 반복 출제된다.

   꿀팁: '코일은 변화를 싫어한다 = 렌츠' — 관성 이미지로 기억하라.

8. 문항 8 전기이론 · 전자력과 전자유도

   자체 인덕턴스가 $100\text{H}$가 되는 코일에 전류를 $1\text{초}$ 동안 $0.1\text{A}$ 만큼 변화시켰다면 유도기전력$[\text{V}]$은?

   1. 1V
   2. 10V
   3. 100V
   4. 1000V

   정답과 해설

   정답 2번

   유도기전력은 인덕턴스에 '1초당 전류 변화량'을 곱한 것으로, 100H × 0.1A/1초 = 10V다.

   풀이

   정답 근거: 코일의 유도기전력은 $e=L\frac{di}{dt}$로 표현되며, 자체 인덕턴스 L=100H, 전류 변화 $di=0.1\text{A}$, 시간 $dt=1$초를 대입하면 $e=100\times\frac{0.1}{1}=10[\text{V}]$가 된다.

   오답 소거: 1V, 100V, 1000V는 인덕턴스나 전류 변화량을 잘못 대입하거나 자릿수 계산 실수로 나온 값이다.

   핵심 공식: $e=L\frac{di}{dt}[\text{V}]$ (자체 유도기전력, 전류 변화 방향과 반대 극성).

   암기팁: 'e=L×(전류변화량/시간)'을 그대로 대입하는 연습으로 실수를 방지.

   처음이라면

   친구가 자석을 코일 앞에서 빨리 흔들수록 더 큰 전기가 만들어지듯이, 코일에서 전류가 빨리 변할수록 더 큰 유도기전력(코일이 스스로 만드는 전기 힘)이 생깁니다.

   공식을 말로 풀면: 유도기전력 = 인덕턴스(코일의 능력) × (전류 변화량 ÷ 걸린 시간)

   수식으로는: $e = L \times \frac{di}{dt}$

   1단계: 전류 변화량은 $0.1\text{A}$, 시간은 $1\text{초}$

   2단계: $e = 100 \times \frac{0.1}{1}$

   3단계: $e = 10[\text{V}]$

   이런 문제가 나오면 → 'L × (Δi ÷ Δt)'에 숫자만 넣어 계산하는 유형이니, 시험지에 공식부터 적고 대입하세요.

   한 걸음 더

   공식: $e = L\frac{di}{dt}$

   대입: $e = 100 \times \frac{0.1}{1} = 10[\text{V}]$

   오답 분석: ①은 0.1을 빠뜨리고 100×0.01로 계산한 실수, ③④는 시간이나 전류 변화량을 잘못 대입한 자릿수 오류다.

   이 유형 패턴: L, Δi, Δt 세 숫자가 주어지면 곱셈·나눗셈 한 번으로 끝나는 기본 대입 문제.

   꿀팁: 단위(H, A, s)를 함께 적으며 대입하면 자릿수 실수를 막을 수 있다.

9. 문항 9 전기이론 · 자기의 성질과 전류에 의한 자기장

   다음 중 전류와 자장의 세기와의 관계는 어떤 법칙과 관계가 있는가?

   1. 패러데이의 법칙
   2. 비오-사바르의 법칙
   3. 플레밍의 왼손법칙
   4. 앙페르의 오른나사의 법칙

   정답과 해설

   정답 2번

   전류가 만드는 자장의 '세기(크기)'를 계산하는 법칙은 비오-사바르의 법칙이다.

   풀이

   정답 근거: 전류가 만드는 자장의 세기를 정량적으로 계산하는 법칙은 비오-사바르의 법칙이며, $dH = \frac{I \, dl \sin\theta}{4\pi r^2}$로 미소전류 요소가 만드는 자계를 구한다.

   오답 소거: ①패러데이의 법칙은 전자유도(자속 변화→기전력), ③플레밍의 왼손법칙은 전류가 자계 속에서 받는 힘의 방향, ④앙페르의 오른나사법칙은 전류의 방향과 자계 방향의 관계(정성적)를 설명하는 것으로 세기 계산과는 다르다.

   핵심 공식: 비오-사바르 법칙 $dH = \frac{I\,dl\sin\theta}{4\pi r^2}$.

   암기팁: '세기(양)를 구하려면 비오-사바르, 방향은 오른나사'로 구분한다.

   처음이라면

   전선에 전류가 흐르면 주변에 자석 같은 힘(자장)이 생기는데, 그 힘이 '얼마나 센지'를 계산해 주는 법칙이 바로 비오-사바르의 법칙이에요.

   말로 풀어보면: 전류(I)가 클수록, 가까울수록(r이 작을수록) 자장이 세집니다.

   수식으로는:

   $dH = \frac{I \cdot dl \cdot \sin\theta}{4\pi r^2}$

   다른 선택지가 아닌 이유:

   ① 패러데이: 자석을 움직여 전압을 만드는 법칙

   ③ 플레밍 왼손: 자장 속에서 전선이 받는 힘의 '방향'

   ④ 오른나사: 전류 방향에 따른 자장의 '방향'

   이런 문제가 나오면 → '자장의 세기를 구한다 = 비오-사바르'로 외우세요!

   한 걸음 더

   전류가 만드는 자장의 세기를 정량적으로 구하는 법칙: 비오-사바르 법칙 $dH = \frac{I\,dl\sin\theta}{4\pi r^2}$

   오답 소거: ① 패러데이는 자속변화→기전력(전자유도), ③ 플레밍 왼손은 전류가 받는 힘의 방향, ④ 앙페르 오른나사는 전류와 자장의 방향 관계(정성적)이다.

   이 유형 패턴: 자기 관련 법칙 문제는 '세기 계산=비오-사바르, 방향=오른나사, 힘의 방향=플레밍 왼손, 유도기전력=패러데이'로 구분.

   시험 꿀팁: 문제에 '세기' 또는 수식이 보이면 비오-사바르를 우선 의심하라.

10. 문항 10 전기이론 · 전자력과 전자유도

    자체 인덕턴스 20mH의 코일에 20A의 전류를 흘릴 때 저장 에너지는 몇 J인가?

    1. 2
    2. 4
    3. 6
    4. 8

    정답과 해설

    정답 2번

    코일의 저장 에너지는 W=½LI²[J]이며, L=0.02H·I=20A를 대입하면 4J이다.

    풀이

    정답 근거: 코일에 저장되는 자기 에너지는 $W=\frac{1}{2}LI^2$이다.

    $L=0.02\text{H}$, $I=20\text{A}$를 대입하면 $W=\frac{1}{2}\times0.02\times20^2=\frac{1}{2}\times0.02\times400=4[\text{J}]$이다.

    오답 소거: ①2, ③6, ④8은 $\frac{1}{2}$을 빠뜨리거나 전류 제곱을 잘못 계산했을 때 나오는 값들이다.

    핵심 공식: 코일 저장에너지 $W=\frac{1}{2}LI^2[\text{J}]$.

    암기팁: '2분의1 엘아이제곱'으로 공식을 암기한다.

    처음이라면

    코일에 전류가 흐르면 자기장 형태로 에너지가 저장됩니다. 저장 에너지 공식은 W = ½LI²[J]이고, L은 헨리(H), I는 암페어(A) 단위입니다.

    먼저 단위 환산: L = 20mH = 0.02H, I = 20A.

    대입 계산: W = ½ × 0.02 × 20² = ½ × 0.02 × 400 = 4[J] → ②

    ④ 8J는 ½을 빠뜨렸을 때 나오는 대표적 함정값이고, ①③도 제곱이나 환산 실수에서 나옵니다. 단위 환산, ½, 전류 제곱 세 가지만 조심하면 됩니다.

    이런 문제가 나오면 → '½LI²'에 mH를 1/1000H로 바꿔 대입하자.

    한 걸음 더

    W=½LI²=½×0.02×20²=½×0.02×400=4J → ②

    오답은 ½ 누락(8J)이나 mH→H 환산·제곱 실수로 나오는 값들이다.

    코일·콘덴서 저장에너지는 숫자만 바꿔 반복 출제된다.

    꿀팁: '코일 ½LI², 콘덴서 ½CV²' 세트로 외우고 계산 전에 단위 환산부터 하라.

11. 문항 11 전기이론 · 전자력과 전자유도

    자체 인덕턴스 $4[\text{H}]$의 코일에 $18[\text{J}]$의 에너지가 저장되어 있다. 이 때 코일에 흐르는 전류는 몇 $[\text{A}]$인가?

    1. 2
    2. 3
    3. 4
    4. 5

    정답과 해설

    정답 2번

    코일 자기에너지 W=½LI²이므로 I=√(2W/L)=√(2×18/4)=3A이다.

    풀이

    정답 근거: 코일에 저장되는 자기 에너지는 $W=\frac{1}{2}LI^2$이다.

    $18=\frac{1}{2}\times4\times I^2$에서 $I^2=9$, $I=3[\text{A}]$이다.

    오답 소거: 2·4·5[A]는 제곱근 계산이나 대입 과정에서 실수한 값이다.

    핵심 공식: $W=\frac{1}{2}LI^2$ (콘덴서 에너지 $W=\frac{1}{2}CV^2$과 유사한 형태, L↔C, I↔V 대응).

    암기팁: '자기에너지는 전류의 제곱, 정전에너지는 전압의 제곱'으로 짝지어 암기.

    처음이라면

    코일에 저장되는 자기 에너지는 W = ½ × L × I² 입니다. W는 에너지, L은 자체 인덕턴스, I는 전류입니다.

    전류를 구하려면 I = √(2W/L)로 정리하면 됩니다. 값을 대입하면 I = √(2×18÷4) = √9 = 3[A]입니다.

    다른 보기들은 ½을 빠뜨리거나 제곱근 계산을 잘못했을 때 나오는 값들입니다. 콘덴서의 정전 에너지 W=½CV²와 형태가 같으니(L↔C, I↔V 대응) 짝지어 외우면 좋습니다.

    이런 문제가 나오면 → ½LI²에 숫자를 먼저 대입한 뒤 I²부터 차례로 푸세요.

    한 걸음 더

    W = ½LI² → 18 = ½×4×I² → I² = 9 → I = 3A → ②

    나머지 보기는 ½ 누락 또는 √ 계산 실수로 나오는 값들이다.

    이 유형은 ½LI²(코일)과 ½CV²(콘덴서) 대입 계산이 대부분이다.

    꿀팁: '자기에너지=전류², 정전에너지=전압²' 대응으로 암기.

12. 문항 12 전기이론 · 전자력과 전자유도

    평행한 두 도선의 간의 전자력은?

    1. 거리에 비례한다.
    2. 거리에 반비례한다.
    3. 거리의 제곱에 비례한다.
    4. 거리에 관계 없다.

    정답과 해설

    정답 2번

    평행 두 도선 간 전자력 F=μ₀I₁I₂/2πr은 도선 간 거리 r에 반비례한다.

    풀이

    정답 근거: 평행한 두 도선 사이에 작용하는 전자력(암페어의 힘)은 $F=\frac{\mu_0 I_1 I_2}{2\pi r}\,[N/m]$로 주어지며, 도선 사이 거리 r에 반비례한다.

    오답 소거: '거리에 비례한다'는 설명은 공식의 분모에 r이 있다는 사실과 반대로 서술한 오류다.

    핵심 공식: $F=\frac{\mu_0 I_1 I_2}{2\pi r}\,[N/m]$ (전류가 같은 방향이면 흡인력, 반대 방향이면 반발력).

    암기팁: '거리가 멀어지면 힘이 약해진다(반비례)'는 물리적 직관과 공식을 함께 기억한다.

    처음이라면

    평행한 두 도선에 전류 I₁, I₂가 흐르면 서로의 자기장에 의해 힘(전자력, 암페어의 힘)이 작용합니다. 단위 길이당 크기는 F = μ₀I₁I₂ / 2πr [N/m]입니다.

    식을 보면 분자에는 전류 두 개가 곱해지고, 분모에는 도선 사이 거리 r이 있습니다. 따라서 전류가 커지면 힘은 커지고, 거리가 멀어지면 힘은 작아집니다. 즉 거리에 반비례합니다.

    방향은 두 전류가 같은 방향이면 서로 끌어당기고(흡인력), 반대 방향이면 밀어냅니다(반발력).

    따라서 거리와의 관계는 '반비례'이고, ①·③·④는 분모의 r을 무시한 오답입니다.

    이런 문제가 나오면 → '멀어지면 약해진다 = 반비례'로 공식 분모의 r을 떠올리세요.

    한 걸음 더

    전자력 F = μ₀I₁I₂/2πr [N/m]로 도선 간 거리 r에 반비례한다.

    '비례(①)', '제곱에 비례(③)', '거리 무관(④)'은 모두 분모의 r을 잘못 해석한 오답이다.

    이 유형은 전자력·쿨롱력 등 '거리 의존성'만 물어보는 패턴으로 반복 출제된다.

    꿀팁: '쿨롱력은 1/r², 평행도선 전자력은 1/r'로 구분해 외운다.

    • 평행 도선 사이의 힘
13. 문항 13 전기이론 · 전자력과 전자유도

    전류와 자장의 방향을 쉽게 아는 것은?

    1. 오른 나사의 법칙
    2. 렌쯔의 법칙
    3. 비오-사바르의 법칙
    4. 전자유도 법칙

    정답과 해설

    정답 1번

    전류 방향과 그 자장 방향의 관계는 오른나사(앙페르)의 법칙으로 쉽게 안다.

    풀이

    정답 근거: 전류와 그로 인해 발생하는 자장의 방향 관계는 오른나사(앙페르)의 법칙으로 쉽게 알 수 있다 — 전류 방향을 나사의 진행방향으로 하면 자장은 나사의 회전방향과 같다.

    오답 소거: 렌쯔의 법칙은 유도기전력의 방향(자속 변화를 방해하는 방향), 비오-사바르 법칙은 전류에 의한 자기장의 세기를 수식으로 구하는 법칙, 전자유도 법칙은 기전력의 크기를 다루는 법칙으로 방향을 '쉽게' 판단하는 도구로는 오른나사법칙이 대표적이다.

    핵심 개념: 전류→자장 방향=오른나사법칙.

    암기팁: '오른손으로 나사를 돌리는 이미지'로 즉시 방향을 판단한다.

    처음이라면

    전선에 전류가 흐르면 주위에 원 모양의 자장(자기장)이 생깁니다. 이때 '전류 방향'과 '자장 방향'의 관계를 쉽게 알려주는 것이 오른나사의 법칙(앙페르의 법칙)입니다.

    오른손으로 나사를 돌린다고 상상하세요. 나사가 나아가는 방향이 전류 방향이면, 나사가 도는 방향(손가락이 감기는 방향)이 자장의 방향이 됩니다.

    렌쯔의 법칙은 유도기전력이 자속 변화를 방해하는 쪽으로 생긴다는 것이고, 비오-사바르 법칙은 자장의 '세기'를 계산하는 것이므로 '방향을 쉽게 안다'는 조건과 맞지 않습니다.

    이런 문제가 나오면 → '전류와 자장의 방향 = 오른나사' 한 줄로 묶어 외우세요.

    한 걸음 더

    전류 → 자장의 방향 관계는 오른나사(앙페르) 법칙: 나사 진행방향 = 전류, 회전방향 = 자장.

    렌쯔·전자유도 법칙은 유도기전력의 방향·크기, 비오-사바르는 자장 세기 계산용이다.

    패턴: '쉽게 방향을 안다'는 문구가 나오면 오른나사 법칙으로 수렴한다.

    꿀팁: 오른손 엄지 = 전류, 감긴 네 손가락 = 자장으로 손으로 그려 확인하라.

14. 문항 14 전기이론 · 전자력과 전자유도

    발전기의 유도전압 방향을 나타내는 것은?

    1. 렌쯔의 법칙
    2. 플레밍의 오른손 법칙
    3. 오른나사 법칙
    4. 패러데이의 법칙

    정답과 해설

    정답 2번

    발전기 유도기전력의 방향은 플레밍의 오른손 법칙(엄지=운동, 검지=자속, 중지=기전력)으로 구한다.

    풀이

    정답 근거: 발전기에서 도체가 자속을 끊으며 발생하는 유도기전력의 방향은 플레밍의 오른손법칙(엄지=운동방향, 검지=자속, 중지=기전력방향)으로 결정한다.

    오답 소거: 렌쯔의 법칙은 유도기전력의 '방향이 자속 변화를 방해하는 방향'이라는 정성적 원리, 오른나사법칙은 전류→자장 방향, 패러데이법칙은 기전력의 '크기'를 다루므로 방향을 직접 나타내는 손 법칙은 오른손법칙이다.

    핵심 개념: 발전기(기전력)=오른손법칙, 전동기(힘)=왼손법칙.

    암기팁: '발전기는 오른손 FEM(기전력)'으로 암기한다.

    처음이라면

    발전기는 도체가 움직여 자속(자기장의 흐름)을 끊을 때 기전력이 발생하는 장치입니다. 이때 발생하는 유도기전력의 '방향'을 손쉽게 알려주는 것이 플레밍의 오른손 법칙입니다.

    오른손을 펴서 엄지는 도체의 운동 방향, 검지는 자속 방향, 중지는 유도기전력 방향에 해당합니다.

    패러데이의 법칙은 기전력의 '크기'를 구하는 법칙이고, 렌쯔의 법칙은 유도전류가 자속 변화를 방해하는 방향으로 흐른다는 원리라 구체적 방향을 나타내지 못합니다. 오른나사 법칙은 전류가 만드는 자기장의 방향을 구할 때 쓰는 것입니다.

    이런 문제가 나오면 → '발전기=오른손, 전동기=왼손'을 먼저 떠올리세요.

    한 걸음 더

    발전기 유도기전력의 방향은 플레밍의 오른손 법칙(엄지=운동, 검지=자속, 중지=기전력)

    패러데이는 크기, 렌쯔는 정성적 방향 원리, 오른나사는 전류→자장 방향이라 모두 소거된다.

    '발전기=오른손(기전력), 전동기=왼손(힘)'은 전자기 단원 최빈출 패턴이다.

    꿀팁: '발전기는 오른손 기전력(E), 전동기는 왼손 힘(F)'으로 짝지어 외운다.

15. 문항 15 전기이론 · 전자력과 전자유도

    두 개의 평행 도선에 전류가 같은 방향으로 흐를 때 두 도선 사이에 작용하는 힘은?

    1. 서로 끌어당긴다.
    2. 서로 밀어낸다.
    3. 끌어당겼다가 밀어낸다.
    4. 힘이 작용하지 않는다.

    정답과 해설

    정답 1번

    평행 도선에서 전류 방향이 같으면 흡인력으로 끌어당기고, 반대면 반발력으로 밀어낸다.

    풀이

    평행하게 놓인 두 도선에 전류가 흐르면, 한 도선이 만드는 자기장 속에서 다른 도선의 전류가 힘을 받는다.

    단위 길이당 힘은 F = 2×$10^{-7}$ × I₁I₂/r [N/m]로 주어진다.

    두 전류의 방향이 같으면 도선 사이의 자기장이 서로 상쇄되고 바깥쪽 자기장이 강해져, 결과적으로 두 도선이 서로 끌어당기는 흡인력이 작용한다.

    반대로 전류 방향이 서로 다르면(역방향) 도선 사이 자기장이 강해져 서로 밀어내는 반발력이 작용한다.

    이는 앙페르의 힘 법칙으로 설명되는 전자력의 기본 현상이며, 이 원리는 전동기의 회전력 발생과 전자력 계산의 토대가 된다.

    따라서 같은 방향 전류에서는 흡인력이 작용한다.

    처음이라면

    전류가 흐르는 도선 주변에는 자기장이 생기고, 그 자기장 속에 있는 다른 전류 도선은 힘을 받습니다.

    평행한 두 도선에 전류가 같은 방향으로 흐르면 도선 '사이'의 자기장은 서로 상쇄되어 약해지고 '바깥쪽' 자기장은 강해집니다. 그 결과 두 도선은 서로 끌어당기는 흡인력을 받습니다.

    반대로 전류 방향이 서로 다르면 도선 사이 자기장이 강해져 서로 밀어내는 반발력이 작용합니다. 즉 '같은 방향 = 끌어당김, 반대 방향 = 밀어냄'입니다. 밀어낸다(②)는 역방향일 때이고, 힘이 작용하지 않는다(④)는 전류가 있으면 성립하지 않습니다.

    이런 문제가 나오면 → '같으면 끌어당긴다'를 떠올려 ①을 고르세요.

    한 걸음 더

    단위길이당 전자력 F = 2×10⁻⁷·I₁I₂/r [N/m]이고, 전류 방향이 같으면 흡인력이 작용한다.

    오답 소거: 밀어냄(②)은 역방향 전류이고, 번갈아 작용(③)이나 무력(④)은 성립하지 않는다.

    이 유형은 전류 방향에 따른 힘의 방향을 묻는 전자력 기본 패턴으로 전동기 회전력과도 연결된다.

    꿀팁: '같은 방향은 친구라 끌어당기고, 반대 방향은 밀어낸다'로 암기하자.

    • 평행 도선 사이의 힘
16. 문항 16 전기이론 · 전자력과 전자유도

    자장 내 직각으로 놓여 있는 도체가 자기장에서 받는 힘에 관한 식으로 올바른 것은?

    1. $F=IBL$
    2. $F=\frac{IB}{L}$
    3. $F=IBL^2$
    4. $F=I^2BL$

    정답과 해설

    정답 1번

    도체가 받는 힘은 전류, 자속밀도, 도체 길이에 각각 비례하므로 $F=IBL$이다.

    풀이

    도체가 받는 힘은 전류, 자속밀도, 도체 길이에 각각 비례하므로 $F=IBL$이다.

    풀이

    자기장 속에 놓인 도체에 전류가 흐르면 도체는 전자력을 받는다. 힘의 방향은 플레밍의 왼손 법칙으로 정한다.

    힘의 크기는 $F=IBL\sin\theta\,[\mathrm{N}]$로 나타내며, $\theta$는 도체와 자기장이 이루는 각이다. 이 문제처럼 도체가 자기장과 직각이면 $\sin 90^\circ=1$이 되어 $F=IBL$만 남는다. 전류, 자속밀도, 자기장 안의 도체 길이 중 하나가 두 배가 되면 힘도 두 배가 된다.

    나머지 보기

    · $F=\frac{IB}{L}$ — 힘은 길이에 비례하는데 길이로 나누어 반비례가 되었다.

    · $F=IBL^2$ — 힘은 도체 길이의 1제곱에 비례하며 제곱이 아니다.

    · $F=I^2BL$ — 전류 제곱에 비례하는 것은 줄열이고, 전자력은 전류에 비례한다.

    헷갈리는 점

    도체가 자기장과 비스듬하면 $\sin\theta$가 곱해져 힘이 줄어들고, 자기장과 나란하면 힘은 0이 된다.

    한 걸음 더

    도체가 받는 힘은 전류, 자속밀도, 도체 길이에 각각 비례하므로 $F=IBL$이다.

    자기장 속 도체가 받는 힘 $F=IBL\sin\theta$, 직각이면 $F=IBL$ (방향은 플레밍의 왼손 법칙)

    도체가 자기장과 비스듬하면 $\sin\theta$가 곱해져 힘이 줄어들고, 자기장과 나란하면 힘은 0이 된다.

17. 문항 17 전기이론 · 전자력과 전자유도

    매초 $1[\text{A}]$의 비율로 전류가 변하여 $10[\text{V}]$를 유도하는 코일의 인덕턴스는 몇 [H] 인가?

    1. 0.01[H]
    2. 0.1[H]
    3. 1.0[H]
    4. 10[H]

    정답과 해설

    정답 4번

    자기유도 기전력 V=L·ΔI/Δt에서 L=V÷(ΔI/Δt)=10÷1=10[H]이다.

    풀이

    정답 근거: 유도기전력 $V=L\frac{\Delta I}{\Delta t}$에서 인덕턴스 $L=\frac{V}{\Delta I/\Delta t}=\frac{10}{1}=10[H]$가 된다(전류 변화율이 매초 1A이므로 $\Delta I/\Delta t=1[A/s]$).

    오답 소거: 0.01, 0.1, 1.0H는 전류 변화율이나 전압을 잘못 대입하거나 자릿수를 놓친 값이다.

    핵심 공식: $V=L\frac{\Delta I}{\Delta t}$ (자체 유도기전력).

    암기팁: '전류가 매초 1A씩 변할 때 유도되는 전압[V]의 크기 = 인덕턴스[H] 값'이라는 점을 그대로 기억.

    처음이라면

    코일에서 전류가 변하면 그 변화를 방해하는 유도 기전력이 생기는데, 크기는 V=L×(전류의 변화율)입니다. 여기서 L이 인덕턴스(코일의 전기적 성질을 나타내는 값, 단위 H)입니다.

    공식을 바꾸면 L=V÷(전류변화율)입니다. 문제에서 유도되는 전압은 10V이고, 전류는 매초 1A씩 변하므로 전류변화율=1[A/s]입니다.

    따라서 L=10÷1=10[H]입니다. 0.01, 0.1, 1.0H 같은 나머지 선택지는 공식을 곱셈으로 잘못 쓰거나 자릿수를 놓친 값입니다.

    이런 문제가 나오면 → '매초 1A 변할 때 유도되는 전압[V]의 숫자 = 인덕턴스[H] 값'으로 바로 답하라.

    한 걸음 더

    V=L·ΔI/Δt에서 L=V/(ΔI/Δt)=10/1=10[H] → ④

    나머지 선택지는 공식을 역수로 쓰거나 자릿수를 놓친 값이라 소거된다.

    이 유형은 V, L, ΔI/Δt 중 하나를 구하는 치환 문제로 반복 출제된다.

    꿀팁: '변화율 1[A/s]일 때 유도 전압[V] = 인덕턴스[H]'로 통째로 암기.

18. 문항 18 전기이론 · 전자력과 전자유도

    자체 인덕턴스 $40\text{mH}$의 코일에 $10\text{A}$의 전류가 흐를 때 저장되는 에너지는 몇 J 인가?

    1. 0.2
    2. 3
    3. 2
    4. 8

    정답과 해설

    정답 3번

    코일 저장 에너지는 W=½LI²이고 L=0.04H, I=10A를 대입하면 2J이다.

    풀이

    코일에 저장되는 에너지 $(\text{W})$는 W=21LI2이다.

    $\text{L} = 40\text{mH} = 40 \times 10^{-3}\text{H}, \text{I} = 10\text{A}$이다.

    W=21×(40×$10^{-3}$H)×(10A)2=21×0.04×100=2J (계산 결과는 $2\text{J}$인데, 선지 중 0.2가 정답으로 표시되어 있다.

    문제의 mH 값이 $4\text{mH}$라면 $0.2\text{J}$가 되므로 $4\text{mH}$의 오기가능성 있음.

    주어진 정답 번호에 따라 $0.2\text{J}$로 간주.)

    처음이라면

    코일(인덕턴스 소자)은 전류가 흐를 때 에너지를 자기장 형태로 저장합니다. 마치 물탱크에 물을 채워 두는 것과 비슷하다고 생각하면 됩니다.

    저장 에너지 공식은 W = ½LI²입니다. L은 자기 인덕턴스[H], I는 전류[A]이며, '½'과 '전류의 제곱'을 빼먹는 실수가 가장 흔합니다.

    값을 대입해 봅시다. L = 40mH = 0.04H, I = 10A이므로 W = ½ × 0.04 × (10)² = ½ × 0.04 × 100 = 2[J]입니다. 따라서 정답은 ③입니다.

    오답 ① 0.2은 전류의 제곱을 빼먹고 ½×0.04×10을 계산한 대표적 함정이고, ②·④도 같은 식의 계산 착오에서 나온 값입니다.

    이런 문제가 나오면 → mH→H(×10⁻³) 환산 후 '반 곱하기 × 전류 제곱'을 반드시 순서대로 적용하세요.

    한 걸음 더

    W = ½LI² = ½×0.04×10² = 2[J] → ③

    오답 ① 0.2은 I² 대신 I를 넣은 값(½×0.04×10)으로 대표적 함정이며, ②·④도 계산 착오형 오답이다.

    mH→H 환산 후 '½×I제곱'만 적용하는 단순 대입 유형이다.

    꿀팁: '에너지는 반, 전류는 제곱' — 0.04×100=4, 그 절반은 2로 끊어 계산한다.

19. 문항 19 전기이론 · 전자력과 전자유도

    도체가 운동하여 자속을 끊었을 때의 기전력의 방향을 알아내는 데 편리한 법칙은?

    1. 패러데이의 법칙
    2. 렌쯔의 법칙
    3. 플레밍의 오른손 법칙
    4. 플레밍의 왼손 법칙

    정답과 해설

    정답 3번

    도체가 운동해 자속을 끊을 때 기전력의 방향은 플레밍의 오른손 법칙으로 편리하게 알 수 있다.

    풀이

    정답 근거: 도체가 운동하여 자속을 끊을 때 발생하는 기전력(유도기전력)의 방향은 플레밍의 오른손법칙(엄지=운동방향, 검지=자속방향, 중지=기전력방향)으로 편리하게 구할 수 있다.

    오답 소거: 패러데이의 법칙은 기전력의 크기를 구하는 법칙, 렌쯔의 법칙은 방향을 정성적으로만 설명(자속변화 방해), 왼손법칙은 힘(전동기)의 방향을 구할 때 사용한다.

    핵심 개념: 발전기 기전력 방향=플레밍 오른손법칙.

    암기팁: '손으로 끊는(운동) 방향→오른손'으로 기억한다.

    처음이라면

    도체가 자기장 속에서 움직여 자속을 끊으면 유도기전력이 발생하는데, 이것이 바로 발전기의 원리입니다. 이 기전력의 방향을 편리하게 찾아주는 법칙이 플레밍의 오른손 법칙입니다.

    오른손의 엄지를 도체의 운동 방향, 검지를 자속(N에서 S로 향하는) 방향에 맞추면, 중지가 가리키는 방향이 기전력(전류)의 방향입니다.

    플레밍의 왼손 법칙은 반대로 전류가 흐르는 도체에 작용하는 '힘'의 방향을 구하는 전동기용이므로 여기서는 맞지 않습니다. 패러데이의 법칙은 크기, 렌쯔의 법칙은 정성적 원리 설명이므로 방향을 편리하게 구하는 법칙이 아닙니다.

    이런 문제가 나오면 → '운동+자속→기전력'이면 무조건 오른손 법칙입니다.

    한 걸음 더

    자속을 끊는 도체의 유도기전력 방향은 플레밍의 오른손 법칙(엄지=운동, 검지=자속, 중지=기전력)

    왼손은 전동기의 힘 방향, 패러데이는 크기, 렌쯔는 정성적 원리라 모두 소거된다.

    '기전력 방향=오른손'은 발전기 문항과 같은 최빈출 패턴으로 반복해 나온다.

    꿀팁: '자속을 끊는(발전) 것은 오른손'으로 통째로 묶어 외운다.

20. 문항 20 전기이론 · 전자력과 전자유도

    공기 중에서 자속 밀도 $2[\text{Wb/m}^2]$의 평등 자장 속에 길이 $60[\text{cm}]$의 직선 도선을 자장의 방향과 30∘ 각도로 놓고 여기에 $5[\text{A}]$의 전류를 흐르게 하면 이 도선이 받는 힘은 몇 $[\text{N}]$인가?

    1. 2
    2. 5
    3. 6
    4. 3

    정답과 해설

    정답 4번

    자기장 안 도선이 받는 힘은 F=BIℓsinθ=2×5×0.6×0.5=3N이다.

    풀이

    정답 근거: 직선도선이 받는 힘 F=BIlsinθ=2×5×0.6×sin30°=2×5×0.6×0.5=3[N].

    오답 소거: 2, 5, 6N은 각도(sinθ)를 빠뜨리거나 잘못 계산한 값이다.

    핵심 공식: $F=BIl\sin\theta$[N].

    암기팁: '자속밀도×전류×길이×각도의 사인값'.

    처음이라면

    자기장 속에 놓인 도선에 전류를 흘리면 도선은 힘을 받습니다. 이 힘은 F = B×I×ℓ×sinθ로 계산합니다.

    B는 자속 밀도(2Wb/m²), I는 전류(5A), ℓ은 도선 길이(60cm=0.6m), θ는 자기장과 도선이 이루는 각도(30°)입니다.

    대입하면 F = 2×5×0.6×sin30° = 2×5×0.6×0.5 = 3[N]입니다. 정답은 ④입니다.

    실수하기 쉬운 지점이 두 가지 있습니다. 첫째, 60cm를 0.6m로 단위를 바꿔야 하고, 둘째, sin30°=0.5을 꼭 곱해야 합니다. sinθ를 빠뜨리면 6[N]이 나와 틀린 답을 고르게 됩니다.

    이런 문제가 나오면 → '자속밀도×전류×길이×sin각도' 순서로 대입하고, 단위 환산과 sin값 곱셈을 먼저 확인하세요.

    한 걸음 더

    F=BIℓsinθ=2×5×0.6×sin30°=2×5×0.6×0.5=3[N] → ④.

    오답 소거: 6[N]은 sinθ를 곱하지 않은 값이고, 나머지도 단위 환산(60cm→0.6m)이나 각도 처리를 놓친 계산이다.

    전자력 문제의 함정은 단위 환산과 sinθ 누락이다.

    꿀팁: sin30°=0.5, sin60°≈0.87, sin90°=1은 미리 외워 대입 속도를 높이자.

21. 문항 21 전기이론 · 전자력과 전자유도

    자극의 세기 4[Wb], 자축의 길이 $10[\text{cm}]$의 막대자석이 $100[\text{AT/m}]$의 평등자장 내에서 $20[\text{Nm}]$의 회전력을 받았다면 이때 막대자석과 자장이 이루는 각도는?

    1. 0∘
    2. 30∘
    3. 60∘
    4. 90∘

    정답과 해설

    정답 2번

    막대자석 회전력은 T=mlH sinθ이므로 sinθ=20/40=0.5 → θ=30°다.

    풀이

    정답 근거: 자기 쌍극자(막대자석)가 평등자장 내에서 받는 회전력(토크)은 $T=mlH\sin\theta$이다.

    주어진 값 $m=4Wb, l=10cm=0.1m, H=100AT/m, T=20Nm$을 대입해 $\sin\theta$를 구하면 $\sin\theta=\frac{T}{mlH}=\frac{20}{4\times0.1\times100}=\frac{20}{40}=0.5$가 되어 $\theta=30^\circ$가 되어 2번이 정답이다.

    오답 소거: 0°는 회전력이 0이 되는 경우, 60°·90°는 $\sin\theta$ 값이 0.5가 아닌 각도로 오답이다.

    핵심 공식: 자기 쌍극자 토크 $T=mlH\sin\theta$(전기 쌍극자 토크 $T=QlE\sin\theta$와 유사한 형태).

    암기팁: '자기모멘트(ml)×자기장(H)×사인각도'로 공식을 암기한다.

    처음이라면

    막대자석이 자기장 속에서 받는 회전력(돌리는 힘, 토크)은 '자기모멘트(m×l) × 자기장의 세기(H) × sin각도'로 계산합니다. 공식은 T = m·l·H·sinθ입니다. m은 자극의 세기, l은 자축의 길이, θ는 자석과 자장이 이루는 각도입니다.

    값을 대입합니다. 이때 길이는 반드시 m 단위로 바꿔야 하므로 l=10cm=0.1m입니다. m·l·H = 4×0.1×100 = 40이고, sinθ = T/(m·l·H) = 20/40 = 0.5가 됩니다.

    sinθ=0.5가 되는 각도는 30°이므로 ②가 답입니다. 참고로 θ=0°일 때는 회전력이 0이고, 90°일 때 최대이므로 나머지 선지(60°, 90°)는 sin값이 0.5가 아니라는 것만으로 소거됩니다.

    이런 문제가 나오면 → 'T=mlH sinθ'를 쓰고 sinθ만 구해 각도를 찾으세요.

    한 걸음 더

    T=mlH sinθ에서 sinθ=T/(mlH)=20/(4×0.1×100)=0.5 → θ=30°(②).

    0°는 토크 0, 90°는 최대이므로 ①④와 60°는 sin값이 맞지 않아 소거된다.

    전기쌍극자 토크 T=QlE sinθ와 같은 형태로 자주 출제된다.

    꿀팁: '모멘트(ml)×자계(H)×sinθ' — cm은 반드시 m로 환산하고 대입.

22. 문항 22 전기이론 · 전자력과 전자유도

    공기 중에서 자속밀도 $2\,\text{Wb/m}^2$의 평등 자계 내에서 5A의 전류가 흐르고 있는 길이 60cm의 직선 도체를 자계의 방향에 대하여 $60°$의 각을 이루도록 놓았을 때 이 도체에 작용하는 힘은?

    1. 약 1.7[N]
    2. 약 3.2[N]
    3. 약 5.2[N]
    4. 약 8.6[N]

    정답과 해설

    정답 3번

    자계 중 도체에 작용하는 전자력은 F=BIl sinθ이며, 대입하면 2×5×0.6×sin60°≈5.2[N]이다.

    풀이

    직선 도체가 자계 내에서 받는 전자력은 $F=BIl\sin\theta$이다.

    $B=2\,\text{Wb/m}^2$, $I=5\,\text{A}$, $l=0.6\,\text{m}$, $\theta=60°$를 대입하면 $F=2\times5\times0.6\times\sin60°=6\times\frac{\sqrt3}{2}\approx5.196\,[\text{N}]$이 되어 정답은 ③ 약 5.2[N]이다.

    힘의 방향은 플레밍의 왼손법칙을 따르며, 자계와 도체가 수직($\theta=90°$)일 때 힘이 최대가 됨을 함께 기억한다.

    처음이라면

    자계(자기장) 속에서 전류가 흐르는 도체는 힘(전자력)을 받는데, 크기는 F=BIl sinθ로 구합니다. θ는 자계와 도체가 이루는 각입니다.

    값을 대입하면 F=2×5×0.6×sin60°입니다. 여기서 60cm=0.6m로 단위를 바꾸는 것과 sin60°≈0.866을 쓰는 것이 핵심입니다.

    계산하면 F=6×0.866≈5.2[N]이 되어 정답은 ③입니다.

    sinθ를 곱하지 않으면 6[N]이 나오는데 이는 보기에 없는 값입니다. 참고로 자계와 도체가 수직(θ=90°)일 때 힘이 최대이고, 평행(θ=0°)이면 힘이 0입니다.

    이런 문제가 나오면 → cm를 m로 고치고, 각도가 주어지면 반드시 sin을 곱한다.

    한 걸음 더

    F=BIl sinθ=2×5×0.6×sin60°=6×(√3/2)≈5.2[N] → ③

    sin 누락 시 6[N]이 되어 보기에서 곧 걸러지며, cos을 쓰거나 cm를 m로 환산하지 않는 실수가 오답의 원인이다.

    전자력 문제의 채점 포인트는 단위 환산과 sinθ 곱셈이다.

    꿀팁: sin60°=√3/2≈0.866, 'B·I·l·sin' 순서로만 대입하라.

23. 문항 23 전기이론 · 전자력과 전자유도

    전자력의 방향과 관계가 없는 것은?

    1. 렌츠의 법칙
    2. 패러데이의 법칙
    3. 플레밍의 오른손법칙
    4. 플레밍의 왼손법칙

    정답과 해설

    정답 2번

    힘의 방향=플레밍 왼손, 기전력 방향=오른손·렌츠, 패러데이는 크기만 다룬다.

    풀이

    전자력(電磁力)은 자기장 속의 도체에 전류가 흐를 때 받는 힘으로, 그 방향은 플레밍의 왼손법칙으로 결정한다.

    렌츠의 법칙은 유도기전력의 방향(원인을 방해하는 방향)을 설명하고, 플레밍의 오른손법칙은 유도기전력의 방향을 구할 때 사용한다.

    반면 패러데이의 법칙은 유도기전력의 "크기"($e=-N\frac{d\phi}{dt}$)를 다루는 법칙으로 방향과는 무관하다.

    따라서 정답은 패러데이의 법칙.

    암기: 힘의 방향=왼손, 기전력 방향=오른손/렌츠, 크기=패러데이.

    처음이라면

    전자력(전자기력)은 자기장 속에서 전류가 흐르는 도체가 받는 힘을 말합니다. 이 힘의 '방향'을 정하는 도구가 플레밍의 왼손법칙(엄지=힘, 검지=자기장, 중지=전류)입니다.

    패러데이의 법칙은 유도기전력의 '크기'(코일수 × 자속의 변화율)를 구하는 법칙이라 방향과는 직접 관계가 없습니다. 그래서 정답입니다.

    렌츠의 법칙과 플레밍의 오른손법칙은 유도기전력의 '방향'을 정할 때 쓰므로 방향과 관계가 있습니다.

    이런 문제가 나오면 → '방향=왼손·오른손·렌츠 / 크기=패러데이'로 구분하세요.

    한 걸음 더

    전자력(전류가 흐르는 도체가 받는 힘)의 방향은 플레밍 왼손법칙, 유도기전력의 방향은 오른손법칙·렌츠 법칙, 크기는 패러데이 법칙(e=-N·dΦ/dt)이므로 방향과 무관 → ②.

    나머지 셋은 모두 방향을 정하는 법칙이다.

    '~와 관계 없는 것' 유형은 크기 담당 법칙을 물을 때가 많다.

    꿀팁: '왼손=힘, 오른손=기전력, 패러데이=크기' 삼단 구분.

24. 문항 24 전기이론 · 전자력과 전자유도

    공기 중에서 자속밀도 3[wb/m²]의 평등 자장 중에 길이 50[㎝]의 도선을 자장 방향과 60도의 각도로 놓고 이 도체에 10[A]의 전류가 흐르면 도선에 작용하는 힘[N]은?

    1. 약 3
    2. 약13
    3. 약30
    4. 약300

    정답과 해설

    정답 2번

    도체에 작용하는 힘은 F = BIl sinθ = 3×10×0.5×sin60° ≈ 13[N].

    풀이

    자기장 내 도체에 작용하는 힘(플레밍의 왼손법칙)은 $F=BIl\sin\theta$[N]이다.

    $F=3\times10\times0.5\times\sin60^\circ=15\times\frac{\sqrt3}{2}\approx12.99 \approx 13$[N].

    자장과 도체가 이루는 각 $\theta$의 사인값을 곱하는 것을 빠뜨리지 않도록 주의(평행하면 힘이 0, 수직이면 최대).

    약13이다.

    처음이라면

    자기장 속에서 전류가 흐르는 도선이 받는 힘은 F = BIl sinθ [N]입니다. B는 자속밀도, I는 전류, l은 도선 길이(m), θ는 자장과 도선이 이루는 각입니다.

    값을 대입합니다. 이때 길이 50㎝는 0.5m로 반드시 환산해야 합니다.

    F = 3 × 10 × 0.5 × sin60° = 15 × (√3/2) ≈ 12.99 ≈ 13 [N]

    sinθ를 빠뜨리면 15, 각을 아예 무시하면 30 같은 오답이 됩니다. 도선이 자장과 평행(θ=0°)이면 힘은 0, 수직(90°)이면 최대라는 원리도 함께 기억하세요.

    이런 문제가 나오면 → ㎝→m 환산과 sinθ 곱하기, 두 가지만 확인한다.

    한 걸음 더

    F = BIl sinθ = 3×10×0.5×(√3/2) ≈ 13[N]

    sin60°(≈0.866)를 놓치면 15, 각도를 무시하면 30으로 ③ 함정에 빠진다.

    '자기장+전류+도선 → 플레밍 왼손, 크기는 F=BIl sinθ'라는 고정 패턴이다.

    꿀팁: ㎝→m 환산과 sinθ, 두 함정만 피하면 계산은 곱셈뿐이다.

25. 문항 25 전기이론 · 전자력과 전자유도

    프레밍 왼손법칙에서 엄지손가락이 나타내는 것은?

    1. 자장
    2. 전류
    3. 힘
    4. 기전력

    정답과 해설

    정답 3번

    플레밍 왼손법칙(전동기)은 엄지=힘, 검지=자장, 중지=전류 방향을 나타낸다.

    풀이

    플레밍의 왼손법칙은 전동기 원리에 적용되며, 엄지=힘(F), 검지=자장(B), 중지=전류(I) 방향을 나타냅니다.

    따라서 엄지손가락은 힘(전자력)의 방향을 나타냅니다.

    오른손법칙(발전기, 유도기전력)과 혼동하지 않도록 "왼손=전동기=힘/자장/전류=F,B,I 순"으로 암기하면 좋습니다.

    처음이라면

    플레밍 왼손법칙은 전동기(모터)의 원리를 설명하는 법칙입니다. 왼손의 세 손가락을 서로 직각(90°)으로 펴서 검지를 자기장(자장) 방향, 중지를 전류 방향에 대면, 엄지손가락이 가리키는 방향이 도선에 작용하는 힘(전자력, 운동 방향)이 됩니다.

    즉 '엄지=힘, 검지=자장, 중지=전류'로 암기하면 됩니다. 따라서 엄지손가락이 나타내는 것은 힘입니다.

    한편 오른손 법칙은 발전기의 유도기전력 방향을 구할 때 쓰는 것이므로 왼손(전동기)과 바꿔 쓰지 않도록 주의해야 합니다. ①은 검지, ②는 중지가 나타내는 것이라 오답입니다.

    이런 문제가 나오면 → '왼손 엄지는 힘!'부터 먼저 떠올리세요.

    한 걸음 더

    플레밍 왼손법칙(전동기)은 엄지=힘(F), 검지=자장(B), 중지=전류(I)를 서로 직각으로 편 것으로, 엄지는 힘의 방향

    ①자장은 검지, ②전류는 중지에 해당하는 오답이고, ④기전력은 오른손 법칙(발전기) 영역이다.

    왼손=전동기(힘), 오른손=발전기(기전력) 구분이 핵심 패턴이다.

    꿀팁: '왼손은 힘쓰는 모터, 오른손은 발전기' + 엄지 힘·검지 자장·중지 전류.

26. 문항 26 전기이론 · 전자력과 전자유도

    그림과 같이 직사각형의 코일에 큰 전류를 흐르게 하면 코일의 모양은 어떻게 변하겠는가?

    

    1. 직사각형
    2. 정사각형
    3. 삼각형
    4. 원형

    정답과 해설

    정답 4번

    같은 방향 전류가 흐르는 평행 도체는 서로 끌어당겨 코일이 자기에너지 최소인 원형으로 변한다.

    풀이

    직사각형 코일에 매우 큰 전류가 흐르면, 코일을 구성하는 인접 도체 요소들 사이에 작용하는 전자력(같은 방향 전류는 인력, 코일이 접히는 모서리 부분은 반발력)이 균형을 이루면서 도체 전체가 자기 에너지를 최소화하는 형태인 원형으로 변형되려는 경향을 보인다.

    이는 전류가 흐르는 유연한 도체의 대표적 성질로, 실제 가공 송전선의 벌징(bulging) 현상과도 관련된다.

    정답은 원형이다.

    처음이라면

    같은 방향의 전류가 흐르는 두 도선을 나란히 놓으면 서로 끌어당기고(전자력), 반대 방향이면 밀어내는 성질이 이 문제의 핵심입니다.

    직사각형 코일을 따라가며 보면 마주 보는 변들에는 같은 방향의 전류가 흘러 서로 잡아당기고, 모서리 부근에서는 밀어내는 힘이 작용합니다.

    전류가 매우 크면 이 힘도 커져 코일 전체가 힘의 균형을 이루는, 다시 말해 자기에너지가 가장 작아지는 형태인 원형으로 변하려 합니다. 대전류가 흐르면 케이블이 동그랗게 부풀려 하는 벌징 현상도 같은 원리입니다.

    이런 문제가 나오면 → '유연한 코일 + 큰 전류 = 원형' 한 줄로 묶어 외운다.

    한 걸음 더

    평행 도체에서 같은 방향 전류는 인력, 반대 방향은 반발력이므로 직사각형 코일의 각 변은 서로 끌어당기고 모서리는 밀어내어, 자기에너지가 최소가 되는 원형으로 변형된다(④).

    오답 소거: 직사각형·정사각형·삼각형은 어느 것도 힘의 균형 형태가 아니다.

    이 유형은 '코일(도체)의 모양 변화' 키워드가 나오면 전자력 관점으로 접근한다.

    꿀팁: '코일은 동그랗게 부풀려 한다'로 통짜 암기.

27. 문항 27 전기이론 · 전자력과 전자유도

    [변형] 공기 중에서 10 cm 간격을 유지하고 있는 2개의 평행 도선에 각각 20 A의 전류가 동일한 방향으로 흐를 때, 도선 1 m당 발생하는 힘의 크기(N)는?

    1. $4 \times 10^{-4}$
    2. $8 \times 10^{-4}$
    3. $1.6 \times 10^{-3}$
    4. $4 \times 10^{-5}$

    정답과 해설

    정답 2번

    평행 도선 간 힘 F=(2I₁I₂/d)×10⁻⁷ N/m, 같은 방향 전류는 서로 흡인한다.

    풀이

    평행 도선 사이 작용력 공식은 $F = \frac{2 I_1 I_2}{d} \times 10^{-7}\ \text{N/m}$ 입니다.

    $I_1=I_2=20\text{A}$, $d=0.1\text{m}$를 대입하면 $F = \frac{2 \times 20 \times 20}{0.1}\times 10^{-7} = 8\times10^{-4}\ \text{N/m}$가 됩니다.

    거리를 잘못 대입하거나 계수 2를 빠뜨리면 다른 오답이 나옵니다.

    원 기출의 수치 변형 문제입니다.

    처음이라면

    같은 방향으로 전류가 흐르는 두 평행 도선은 서로 당기는 흡인력을 받습니다. 길이 1m당 힘은 F = (2I₁I₂/d)×10⁻⁷ [N/m]로 구합니다.

    대입: F = (2×20×20 / 0.1) × 10⁻⁷ = 8000×10⁻⁷ = 8×10⁻⁴ [N] → ②

    거리 10cm는 반드시 0.1m로 환산해야 하고, 계수 2를 빠뜨리면 4×10⁻⁴ 오답이 됩니다. 나머지 오답도 같은 원리로 환산·계수 실수입니다.

    이런 문제가 나오면 → 단위 환산(cm→m)을 먼저 하고, 상수 2×10⁻⁷이 붙었는지 확인하세요.

    한 걸음 더

    F=(2I₁I₂/d)×10⁻⁷=(2×20×20/0.1)×10⁻⁷=8×10⁻⁴ N/m → ②

    오답 소거: 계수 2 누락 시 4×10⁻⁴, cm 미환산 시 값 어긋남.

    평행 도선 힘의 크기와 방향(동향 전류=흡인)을 묻는 패턴.

    꿀팁: 상수는 μ₀/2π=2×10⁻⁷로 외우고 d는 항상 m 단위.

28. 문항 28 전기이론 · 전자력과 전자유도

    자속밀도가 0.3[Wb/㎡]인 평등자계 내에 5[A]의 전류가 흐르고 있는 길이 2[m]의 직선도체를 자계의 방향에 대하여 60°의 각도로 놓았을 때 이 도체가 받는 힘은 약 몇 [N] 인가?

    1. 1.3
    2. 2.6
    3. 4.7
    4. 5.2

    정답과 해설

    정답 2번

    도체가 받는 힘은 $F=BIl\sin\theta$에 60°를 넣어 계산하면 약 2.6N이다.

    풀이

    도체가 받는 힘은 $F=BIl\sin\theta$에 60°를 넣어 계산하면 약 2.6N이다.

    풀이

    $F=BIl\sin\theta$

    힘은 전류 가운데 자계에 수직인 성분에만 생기므로 사인 값을 곱한다.

    $BIl=0.3\,\mathrm{Wb/m^2}\times5\,\mathrm{A}\times2\,\mathrm{m}=3\,\mathrm{N}$

    $\sin60^\circ\approx0.866$

    $F=3\times0.866\approx2.6\,\mathrm{N}$

    힘의 방향은 플레밍의 왼손 법칙으로 정한다.

    나머지 보기

    · 1.3N — 도체 길이를 빠뜨린 값($0.3\times5\times\sin60^\circ$)이다.

    · 5.2N — 사인 대신 탄젠트를 곱한 값($3\times\tan60^\circ$)이다.

    · 4.7N — 위 계산으로는 나오지 않는 값이다.

    헷갈리는 점

    60°는 자계 방향과 도체가 이루는 각이므로 사인을 곱한다. 코사인을 곱하면 1.5N이 나온다.

    한 걸음 더

    도체가 받는 힘은 $F=BIl\sin\theta$에 60°를 넣어 계산하면 약 2.6N이다.

    $F=BIl\sin\theta$ (θ: 자계와 도체가 이루는 각, 수직일 때 최대)

    60°는 자계 방향과 도체가 이루는 각이므로 사인을 곱한다.

29. 문항 29 전기이론 · 전자력과 전자유도

    공기 중에 1[m] 떨어져 평행으로 놓인 두 개의 무한히 긴 도선에 왕복 전류가 흐를 때, 단위 길이 당 $18\times10^{-7}[N]$의 힘이 작용한다면 이때 흐르는 전류는 약 몇 [A]인가?

    1. 3
    2. 9
    3. 27
    4. 34

    정답과 해설

    정답 1번

    왕복 전류는 두 도선의 전류 크기가 같아 힘이 전류의 제곱에 비례하므로 전류는 3A이다.

    풀이

    왕복 전류는 두 도선의 전류 크기가 같아 힘이 전류의 제곱에 비례하므로 전류는 3A이다.

    풀이

    $F=\dfrac{2I_1I_2}{r}\times10^{-7}\,\mathrm{N/m}$

    평행 도선 사이의 힘은 두 전류의 곱에 비례하고 거리에 반비례한다.

    왕복 전류이므로 두 도선의 전류는 같다.

    $I_1=I_2=I \;\Rightarrow\; F=\dfrac{2I^2}{r}\times10^{-7}$

    $18\times10^{-7}=\dfrac{2I^2}{1}\times10^{-7}\,\mathrm{N/m}$

    $I^2=\dfrac{18}{2}=9$

    $I=\sqrt{9}=3\,\mathrm{A}$

    나머지 보기

    · 9A — 제곱근을 씌우지 않은 $I^2$ 값이다.

    · 27A, 34A — 위 계산으로는 나오지 않는 값이다.

    헷갈리는 점

    왕복 전류는 두 도선에서 방향이 반대라 척력이 작용한다. 방향은 힘이 인력인지 척력인지만 정하고 크기 식은 같다.

    한 걸음 더

    왕복 전류는 두 도선의 전류 크기가 같아 힘이 전류의 제곱에 비례하므로 전류는 3A이다.

    $F=\dfrac{2I_1I_2}{r}\times10^{-7}\,\mathrm{N/m}$, 왕복 전류면 $I_1=I_2=I$

    왕복 전류는 두 도선에서 방향이 반대라 척력이 작용한다.

30. 문항 30 전기이론 · 전자력과 전자유도

    권수 $\text{N}[\text{T}]$인 코일에 $\text{I}[\text{A}]$의 전류가 흘러 자속 $\Phi[\text{Wb}]$가 발생할 때의 인덕턴스는 몇 $[\text{H}]$인가?

    1. NΦ/I
    2. I/(NΦ)
    3. Φ/(NI)
    4. NI/Φ

    정답과 해설

    정답 1번

    인덕턴스 정의식 LI=NΦ(전류×L=권수×자속)에서 L=NΦ/I가 유도된다.

    풀이

    정답 근거: 코일의 인덕턴스 $L$과 전류 $I$, 자속쇄교수 $N\Phi$ 사이에는 $LI=N\Phi$ 관계가 성립하므로 $L=\frac{N\Phi}{I}[\text{H}]$이다.

    오답 소거: 분자·분모 위치를 바꾸거나 변수를 잘못 배치한 나머지 식들은 $LI=N\Phi$ 관계식과 맞지 않는다.

    핵심 공식: $LI=N\Phi$, 즉 $L=\frac{N\Phi}{I}$. 암기팁: '인덕턴스 × 전류 = 권수 × 자속'이라는 등식을 기준으로 삼아 어느 변수가 분자·분모에 오는지 유도한다.

    처음이라면

    인덕턴스(코일이 자기장을 만들어내는 능력의 크기)의 정의를 묻는 문제입니다.

    코일에 전류 I가 흐르면 자속 Φ가 생기고, 코일을 N번 감았다면 자속이 N번 얽히므로 '자속쇄교수 = N×Φ'가 됩니다. 이 값이 인덕턴스와 전류의 곱과 같다는 것이 기본 등식입니다.

    즉 L × I = N × Φ 이므로 양변을 I로 나누면 L = NΦ/I [H]가 됩니다.

    나머지 선택지들은 분자·분모를 뒤집거나 변수를 잘못 배치한 형태로, 등식 LI=NΦ와 대조하면 모두 어긋남을 확인할 수 있습니다.

    이런 문제가 나오면 → 'LI=NΦ' 등식을 먼저 쓰고 구하려는 항으로 정리하세요.

    한 걸음 더

    기본 등식 LI=NΦ(쇄교 자속=인덕턴스×전류)에서 L=NΦ/I [H].

    나머지는 등식의 분자·분모를 뒤집거나 배치를 바꾼 오답.

    이 유형은 정의식 한 줄만 알면 바로 풀리는 패턴.

    꿀팁: '전류×L = 감은수×자속' 등식을 세워 놓고 비율로 정리해 외운다.

나머지 3문항은 모의고사에서 풀 수 있다.