비투자율 μs는 역자성체에서 다음 중 어느 값을 갖는가?
- μs = 1
- μs < 1
- μs > 1
- μs = 0
정답과 해설 보기
정답 ② · 문제는 역자성체(즉, 반자성체)의 비투자율(상대 투자율) μs의 범위를 묻고 있다. 반자성체는 외부 자속에 의해 약하게 반대 방향의 자화를 일으켜 내부 자속을 줄이므로 상대 투자율이 1보다 작다(μr < 1).
개념 한 쪽
전기기사 자성체 — 역자성체·자기차폐·B와 H 관계
자성체는 외부 자계에 대한 반응으로 갈린다. 역자성체는 비투자율이 1보다 작다. 자기차폐에는 비투자율이 큰 강자성체를 쓰고, 자속밀도와 자계의 세기는 B = μ₀μrH로 이어진다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「자성체」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 역자성체 비투자율 값 고르기 | 1 | 역자성체의 비투자율과 1의 대소 관계 |
| 자기차폐 재료 선택 | 1 | 차폐에 가장 적합한 물질의 분류와 비투자율 |
| 자계의 세기 계산 | 1 | 자속밀도와 비투자율로 H 산출 |
뜻
물질을 자계에 넣으면 자화가 일어난다. 역자성체(반자성체)는 외부 자속에 대해 약하게 반대 방향으로 자화되어 내부 자속을 줄이므로 비투자율 μs가 1보다 작다. 같은 물음이 표기만 바꾸어 반복 출제되므로 '역자성체 = 1 미만' 한 줄로 답이 정해진다.
내부 공간을 외부 자계의 영향에서 막는 것이 자기차폐다. 자기차폐에는 외부 자기선을 끌어들여 우회시키는 성질, 곧 큰 비투자율을 가진 강자성체가 가장 적합하다. 역자성체는 자계를 밀어내는 힘이 약해 차폐 능력이 부족하고, 강자성체라도 비투자율이 작으면 부적합하며, 두께만 두껍게 하는 것으로는 차폐가 결정되지 않는다.
자성체 안에서 자속밀도와 자계의 세기는 B = μ₀μrH로 연결된다. 비투자율 50인 막대에 B = 50Wb/m²를 만들려면 H = B/(μ₀μr) = 50/(4π×10⁻⁷×50) = 10⁷/(4π)A/m가 필요하다. μr이 곱해진 만큼 자계의 세기는 진공보다 그만큼 작아도 된다.
예제
역자성체 판별은 μs와 1의 대소만 보면 된다. 반발성 자화 → 1 미만, 잘 통하는 강자성체 → 1보다 크다. 자계 계산은 H = B/(μ₀μr)에 μ₀ = 4π×10⁻⁷를 대입한다. 분자 50와 μr 50가 약분되어 1/(4π×10⁻⁷) = 10⁷/(4π)A/m처럼 깔끔한 꼴로 떨어지는 것이 이 유형의 특징이다.
대표 기출 3문항
비투자율 ㎲는 역자성체에서 다음 어느 값을 갖는가?
- ㎲ = 0
- ㎲ < 1
- ㎲ >1
- ㎲ = 1
정답과 해설 보기
정답 ② · 문제는 역자성체(또는 반자성체)의 투자율 μ(또는 비투자율 μr)에 대한 값을 묻는다. 역자성체는 외부자기장에 대해 약하게 반발하는 성질을 보여 상대적인 투자율이 1보다 작다.
역자성체에서 비투자율(㎲)은 어느 값을 갖는가?
- ㎲=1
- ㎲＜1
- ㎲＞1
- ㎲=0
정답과 해설 보기
정답 ② · 문제는 역자성체(다이아마그네틱)의 비투자율, 즉 상대투자율(μr)의 값을 묻고 있다. 다이아마그네틱 물질은 외부 자속에 대해 약하게 밀어내는 성질을 가지므로 상대투자율이 1보다 작다(μr＜1).
자주 묻는 물음
- 역자성체의 비투자율은 어떤 값을 가지나요?
- 1보다 작다(μs < 1). 외부 자속을 약하게 밀어내는 방향으로 자화되어 내부 자속이 줄어든다.
- 자기차폐에 가장 적합한 물질은 무엇인가요?
- 비투자율이 큰 강자성체이다. 외부 자기선을 끌어들여 우회시켜 내부를 보호하며, 물질의 두께만으로 차폐 효과가 결정되지는 않는다.
- 자속밀도에서 자계의 세기는 어떻게 구하나요?
- B = μ₀μrH를 뒤집어 H = B/(μ₀μr)로 구한다. B = 50Wb/m², μr = 50이면 10⁷/(4π)A/m이다.
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