솔레노이드의 길이와 외부 자계(자기장)의 관계

솔레노이드의 길이에 따른 외부 자계(자기장)의 크기의 관계를 아래 그림을 통해서 직관적으로 이해해보자.

아래 그림들에서 파란색 원통이 phi 방향으로 전류가 흐르는 솔레노이드이고, 빨간색은 이 솔레노이드에 흐르는 전류들이 만들어내는 자기력선이다. 그리고, 자계는 자기력선의 밀도이다.

먼저 솔레노이드가 짧을 때의 그림이다.

다음으로, 솔레노이드가 좀 더 길어졌을 때의 그림이다.

마지막으로, 솔레노이드가 더 길어졌을 떄의 그림이다.

딱 봐도, 자기력선이 그리는 원이 가면 갈수록 커지고, 공간상에서의 밀도가 낮아지지 않을까?

따라서 솔레노이드가 무한히 길어지면, 결국 무한히 큰 원이 그려질 것이고, 자기력선의 밀도(=자계)가 외부에선 0이 될 것이다.

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