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내 단어장

감자력과 자기차폐

Demagnetization & Magnetic Shielding

자성체를 자화시키면 양 끝에 N극과 S극이 생기는데, 이 자극이 만드는 자계는 원래 자화 방향과 반대예요. 그래서 물체가 스스로 내부 자계를 깎아내리는 감자계가 생기고, 그 세기는 물체의 형상에 따라 달라져요. 길고 가는 막대는 감자율이 거의 0이라 자화를 잘 유지하지만, 얇은 원판은 감자율이 1에 가까워 자화가 크게 약해지고, 구는 그 중간인 3분의 1이에요. 형상 버튼과 자화 슬라이더를 움직여 감자계가 어떻게 변하는지, 또 차폐체의 투자율과 두께를 키우면 내부 자계가 어떻게 줄어드는지 확인해 봐요.

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
🔑 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 원리
μᵣ ↑ → Hinside ≈ 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
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