무한 직선 도선에 4 [A]의 전류가 흐를 때, 이 도선으로부터 2 [m] 떨어진 점에서 자계의 크기[A/m]는?
- ①
- ②
- ③
- ④
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정답 ② — 무한 직선 도선 주위의 자계의 크기는 도선에 흐르는 전류에 비례하고 도선으로부터의 거리에 반비례합니다. 주어진 전류와 거리를 자계 공식에 대입하여 계산하면 자계의 크기가 [A/m]임을 알 수 있습니다.
선지별 오답 이유
- ① 1/2π는 자계의 크기를 구하는 공식에 주어진 값을 대입했을 때 나오는 와 다릅니다. 이는 전류를 절반으로 보거나 거리를 2배로 잘못 계산했을 경우에 해당할 수 있습니다.
- ② 무한 직선 도선에서 거리가 r인 지점의 자계의 크기 공식에 전류 [A]와 거리 [m]를 대입하면 [A/m]가 되어 정답입니다.
- ③ π는 계산 결과인 와는 차이가 큽니다. 이는 자계의 크기 공식을 잘못 적용했거나 숫자 π를 분모가 아닌 분자에 곱하는 등의 오류가 있었을 때 나올 수 있는 값입니다.
- ④ 2π는 자계의 크기 와는 전혀 다른 값입니다. 이는 특정 조건에서 원형 코일 중심의 자계나 자속 밀도와 관련된 다른 형태의 공식을 혼동했을 가능성이 있습니다.
관련 개념
무한 직선 도선 주위의 자계의 크기 H는 앙페르의 주회 적분 법칙으로부터 유도됩니다. 이 법칙은 자계의 선적분이 도선을 통과하는 총 전류와 같다는 것을 나타냅니다. 따라서 무한 직선 도선에서 거리 r 떨어진 지점의 자계의 크기는 로 주어지며, 여기서 I는 도선에 흐르는 전류입니다.
출처: 인사혁신처 공개 기출(공공데이터포털, 이용허락 제한 없음) · AI 초안 → 검수 완료 (2026-09-18)