전자기학›6장 자성체와 자기회로

감자력과 자기차폐

Demagnetization & Magnetic Shielding

자화된 물체가 스스로를 약화시킨다?
🔄 감자력의 본질
①자성체를 자화시키면 양쪽 끝에 자극(N, S)이 생깁니다
②이 자극이 만드는 자계는 원래 자화 방향과 반대! → 감자계 Hd
③결과적으로 물체 내부의 유효 자계가 줄어듭니다
형상에 따른 감자력
5

형상별 감자율 Nd — 긴막대(≈0), 구(1/3), 원판(≈1)

🔑 핵심 관찰
①긴 막대(자화방향): N ≈ 0 → 감자력 거의 없음 → 자화 유지 쉬움
②구: N = 1/3 → 중간 감자력
③얇은 원판(자화 수직): N ≈ 1 → 감자력 최대 → 자화 유지 어려움
감자력 공식
감자계
Hd = −Nd · M [A/m]
Nd: 감자율(0~1), M: 자화의 세기 — 자화 방향 반대
유효 내부 자계
Hi = H₀ − Nd · M
H₀: 외부 인가 자계, Hi: 물체 내부 실제 자계
감자율 합
Nx + Ny + Nz = 1
3축 감자율의 합은 항상 1 — 구: Nx=Ny=Nz=1/3
자기차폐
500
3

자기차폐 — 고μᵣ 재료가 자속을 벽으로 우회시켜 내부 H≈0

자기차폐 원리
높은 μᵣ → 자속이 차폐체 벽으로 집중 → 내부 H ≈ 0
차폐 효과 ∝ μᵣ × 두께 — 고투자율 재료(퍼멀로이 등) 사용
💡 자기차폐 vs 정전차폐
①정전차폐: 도체로 둘러싸면 내부 E = 0 (완벽 차폐)
②자기차폐: 고투자율 재료로 둘러싸면 내부 H ≈ 0 (완벽하지 않음)
③자기차폐는 "자속을 벽으로 우회시키는" 원리 — 완전 차폐 불가능
시험 핵심 정리
감자계
Hd = −Nd·M
자화 반대 방향
감자율 합
Nx+Ny+Nz = 1
구: 각 1/3
🎯 시험 포인트
①감자계 Hd = −NdM → 유효 자계 Hi = H₀ − NdM
②구: Nd = 1/3 / 긴 막대(축방향): Nd ≈ 0 / 얇은 원판(수직): Nd ≈ 1
③감자율 3축 합 Nx + Ny + Nz = 1 — 항상 성립
④자기차폐: 고μᵣ 재료로 자속을 벽으로 우회 → 내부 H 감소
⑤정전차폐(완벽) vs 자기차폐(불완전) — 근본 차이 이해
📝 대표 기출문제
①[감자율] 구형 자성체의 감자율 Nd는? → 1/3
②[유효자계] H₀=1000A/m, M=3000A/m, 구 → Hi=H₀−NdM=1000−1000=0 (포화)
③[자기차폐] 퍼멀로이(μᵣ=80000)로 차폐 시 내부 자계 감쇠율 문제