중2과학 자기장에서 전류가 흐르는 도선이 받는 힘

2학년 전기파트에서 가장 많이 어려워하는 파트가 바로 전류와 자기장이죠. 사람마다 다르겠지만, 네이버 지식인 활동을 하면서 많은 학생들이 이해가 안 된다고 합니다. 그래서 지금까지 직선도선에 의한 자기장, 원형도선에서 자기장, 코일에서 자기장 세 가지를 문제와 함께 푸는 방법에 대해서 봤습니다. 

2023.06.04 - [중등과학문제] - 중2 과학 전류에 의한 자기장 문제풀이 -직선전류

중2 과학 전류에 의한 자기장 문제풀이 -직선전류

 

2023.06.05 - [중등과학문제] - 중2과학 전류에 의한 자기장 - 원형도선전류

중2과학 전류에 의한 자기장 - 원형도선전류

 

2023.06.06 - [중등과학문제] - 중2과학 전류에 의한 자기장 - 코일

중2과학 전류에 의한 자기장 - 코일

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- 자기장에 전류가 흐르는 도선이 받는 힘의 방향 -

자기장속에서 도선이 받는 힘 - 1번

 

한번씩은 봤던 그림이죠?? 전류의 방향, 자기장의 방향을 알고 있다면, 도선이 받는 힘을 위로 향한다고~~~ 왜 위로 힘을 받을까요??

 

플레밍의 왼손법칙, 또는 오른손 법칙이 있습니다. 우리가 주로 사용하는 손은 오른손이죠? 그래서 오른손을 위주로 설명을 할게요~~

오른손을 펴보시면, 엄지는 전류, 네손가락은 자기장, 손바닥은 힘의 방향

 

그림에서 오른손은 전류의 방향, 네 손가락은 자기장의 방향, 손바닥은 힘의 방향입니다. 

1번 그림에 적용하면 

1번 그림과 오른손법칙

 

이해가 되시나요??

그럼 문제로 보면서 같이 풀이할까요??

1번 문제

 

자기장 속에서 전류가 흐르는 도선이 받는 힘에서 전류의 방향과 자기장의 방향을 찾아야 하죠. 전류는 (+) 극에서 (-) 극으로 이동하죠. 참고로 이건 약속입니다. 모든 과학자들의 약속~~ 혼자만 다르게 이동한다고 하면 안돼요~~

첫 번째 전류의 방향은 

전류의 방향

빨간색 화살표가 전류의 방향이 되겠죠??? 

 

두 번째는 자기장의 방향입니다. 자기장은 N극에서 나와 S극으로 이동합니다. 마찬가지 약속이에요~~ 혼자 안 지키면 안돼요~~ 자기장의 방향 찾아보세요??

자기장의 방향

 

그림처럼 되겠죠?? 

 

남은 것은 힘의 방향입니다. 손으로 해보세요^^

힘의 방향

 

도선은 위로 즉 B방향으로 힘을 받게 됩니다. 이해가 되시나요???

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이와 관련된 문제가 전동기이죠^^

전동기

 

AB와 CD에서 힘의 방향 그림처럼 찾을 수 있으세요?? CD에서는 아래로 힘을 받고, AB는 위로 힘을 받으면 전동기는 시계방향으로 회전하게 됩니다. 이해가 되시나요?? 

 

전동기의 회전방향은???

 

그림에서 전동기 회전방향은 어떻게 될까요?? 한번 맞춰보세요^^

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- 주의할 점 -

1. 자기장 속에서 전류가 흐르는 도선이 받는 힘에서 전류의 방향이 반대가 되면 힘의 방향도 반대가 되고, 자기장의 방향이 반대가 되면 힘의 방향도 반대가 됩니다. 근데, 전류의 방향과 자기장의 방향을 둘 다 반대로 하면 힘의 방향은 변하지 않아요. 

 

2. 전류의 방향이나 자기장의 방향을 반대로 하면 힘의 세기는 증가할까??? 아니에요. 방향은 바꾸면 힘의 방향만 바뀌게 됩니다. 그럼 힘의 세기는 어떻게 하나??? 전류의 세기를 증가하거나, 자기장의 세기를 증가시켜야 해요~~

 

3. 전동기에서 정류자는 전동기를 한쪽으로만 회전하도록 도와주는 장치입니다.

 

이상 자기장 속에서 전류가 흐르는 도선이 받는 힘에 대한 문제를 같이 풀어봤습니다. 어떠세요?? 많은 도움이 되었으면 좋겠습니다^^

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