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기사/공사필기

코일이 자기장 내에서 받는 힘

작성자
chosb
작성일
2026-05-10 19:16:43
No.
190230
교재명
전자기학
페이지
115
번호/내용
코일이 자기장 내에서 받는 힘
강사명
최종인

막대자석이 자기장 내에서 받는 힘과 코일이 자기장 내에서 받는 힘에 대한 질문입니다.

막대자석이 받는 힘의 경우 막대자석의 긴 변이 자기장과 수직한 경우 받는 힘이 최대가 되므로 sin theta를 곱해줍니다.

그러나 코일의 경우 cos theta를 곱하던데 왜 sin이 아닌건가요?

코일 또한 코일 단면이 사각형일때 긴 변이 외부자기장에 수직할 때 받는 힘이 최대가 되어야 하지 않나요?

cos을 곱한다는건 코일이 가로로 길게 배치되있을때 받는 힘이 최대라는건데..

COMMENTS

다산에듀 운영교수
2026-05-11 10:10:53

안녕하세요, 답변드립니다.


정의된 θ에 따라 공식의 차이가 있는 것입니다.


θ에 따라, 공식은 sinθ, cosθ로 모두 일관되게 표현 가능하나,


자주 쓰이는 공식을 기준으로 알려드린 후, 그 θ값을 설명하고 있는 점 양해 부탁드립니다.


1) 막대 자석의 경우.


자기모멘트 M과 외부 자기장 H이 이루는 각도를 기준으로 합니다.


자석이 자기장과 직각일 때, 회전력이 최대가 되므로, sinθ을 사용합니다.


2) 코일의 경우.


코일이 받는 회전력은 코일의 면적과 자기장 사이의 각도를 기준으로 정의됩니다.


코일 평면과 자기장이 나란할 때, 즉, 코일 면적의 법선 벡터와 자기장이 90도일 때 회전력이 최대입니다.


코일이 자기장 속에 나란하게 누워 있을 때, 양변에 흐르는 전류에 의해 위아래로 당겨지는 힘의 거리가 가장 멀어지기 때문에 회전력이 최대가 됩니다.


따라서 코일 평면과 자기장이 나란할 때의 공식을 만족하기 위해 cosθ를 곱하게 됩니다.