계산 입력

결과

도선이 받는 자기력

뉴턴 (N)

공식	F = B × I × L × sin(θ)
sin(θ)	1

이 계산기의 기능

이 도구는 균일한 자기장 속에 놓인 곧은 도선에 전류가 흐를 때 도선이 받는 자기력을 계산합니다. 도선 속을 움직이는 전하가 자기장 안에 있으면, 자기장이 이 움직이는 전하들을 밀어내면서 도선 전체에 알짜힘이 작용합니다. 이 관계식은 전자기학의 기본 방정식 중 하나로, 전동기(모터)부터 스피커에 이르기까지 수많은 장치의 작동 원리가 됩니다.

공식 풀이

자기력은 다음 식으로 구합니다: $$F = \text{B} \cdot \text{I} \cdot \text{L} \cdot \sin\!\left(\theta\right)$$. 각 기호의 의미는 다음과 같습니다.

• $\text{B}$ 는 자속밀도이며 단위는 테슬라(T)입니다.
• $\text{I}$ 는 도선에 흐르는 전류이며 단위는 암페어(A)입니다.
• $\text{L}$ 은 자기장 안에 들어가 있는 도선의 길이이며 단위는 미터(m)입니다.
• $\theta$ 는 전류의 방향과 자기장 방향 사이의 각도입니다.

도선이 자기장에 수직일 때($\theta = 90°$, $\sin\theta = 1$) 힘이 최대가 되고, 도선이 자기장과 나란할 때($\theta = 0°$) 힘은 0이 됩니다. 계산된 힘의 단위는 뉴턴(N)입니다.

자기장 속에서 전류가 흐르는 직선 도선, 힘은 둘 모두에 수직 — 힘 F는 전류 방향 I와 자기장 B 모두에 수직이며, 둘 사이의 각도는 $\theta$입니다.

사용 방법

자속밀도, 전류, 자기장 안에 있는 도선의 길이, 그리고 도선과 자기장선 사이의 각도를 입력하세요. 계산기는 자기력을 뉴턴(N) 단위로 보여 주고, 계산에 사용된 $\sin(\theta)$ 값도 함께 표시합니다.

계산 예시

$B = 0.5\ \text{T}$, $I = 10\ \text{A}$, $L = 2\ \text{m}$, $\theta = 90°$라고 가정해 봅시다. 이때 $\sin(90°) = 1$이므로 $$F = 0.5 \times 10 \times 2 \times 1 = 10\ \text{N}$$이 됩니다. 만약 도선이 30°로 기울어져 있다면 $\sin(30°) = 0.5$이므로 $F = 0.5 \times 10 \times 2 \times 0.5 = 5\ \text{N}$이 됩니다.

자주 묻는 질문

힘은 어느 방향을 향하나요? 자기력은 전류와 자기장 양쪽 모두에 수직인 방향을 향하며, 오른손 법칙(관습 전류와 자기장에 대해서는 왼손 법칙)으로 그 방향을 결정합니다.

도선이 자기장과 나란할 때 힘이 0이 되는 이유는 무엇인가요? $\sin(0°) = 0$이기 때문입니다. 즉 자기장선을 가로지르는 운동 성분이 없어 휘게 만들 요소가 없기 때문입니다.

코일이나 고리에도 사용할 수 있나요? 이 계산기는 곧은 도선 한 가닥을 대상으로 합니다. 코일의 경우에는 감은 횟수를 곱하고 각 구간의 기하학적 배치를 함께 고려해야 합니다.

전류가 흐르는 도선이 받는 자기력 계산기