6. 히스테리시스 곡선에서 히스테리시스 손실에 해당하는 것은?
① 보자력의 크기
② 잔류자기의 크기
③ 보자력과 잔류자기의 곱
④ 히스테리시스 곡선의 면적
• 보자력(保磁力) 용어 정리
- B=0이 되기 위한 H 값
- 영어로는 coercive force
- 단위 : N이 아니고, H의 단위인 A/m이다.
- 保(보) : 지키다, 유지하다
- 磁(자) : 자석
- coercive : 강압적인(다음 영어사전)
- 보통 Hc로 표기한다.
답은 ④
• 참고
- 자성체는 자화(M)의 방향이 바뀌는 것을 싫어함.
- 왜냐하면, 자화(M)의 방향이 바뀌면 원자 혹은 분자간의 거리가 변함. 즉, Strain energy가 변함
- 자연계가 움직이는 방향은 딱 2가지로 ① Potential energy가 감소하는 방향, ② Entropy가 증가하는 방향으로 움직이고 있음
- 이 경우 자화(M)의 방향이 바뀐다는 것은 Potential energy(=magnetic potential energy + elastic potential energy)가 증가한다는 것을 의미한다.
- H(외부 자기장)가 그 싫어함을 이기고 억지로 바꿔주고 있음. (즉, 외부에서 일을 해주고 있음)
- 결국, 히스테리시스 손실(hysteresis loss)은 원자 및 분자들의 진동인 열에너지로 바뀜
- 대부분의 에너지는 열에너지로 변하는데 그 이유는 운동량 보존법칙을 만족하기가 가장 쉬움
비슷한 문제 한 번 더 보자!
Q. 전자석에 사용하는 연철(soft iron)은 다음 어느 성질을 갖는가?
① 잔류자기, 보자력이 모두 크다.
② 보자력이 크고 잔류자기가 작다.
③ 보자력이 크고 히스테리시스 곡선의 면적이 작다.
④ 보자력과 히스테리시스 곡선의 면적이 모두 작다.
• 연철(soft iron, 軟鐵) 용어 정리
- 연(軟) : 연하다
- 철(鐵) : 쇠 (Fe, 원자번호 26)
- 탄소가 거의 들어 있지 않아(0.01% 이하) 물렁물렁해서 가공이 쉬운 철
• 풀이
- 연철은 재료 자체가 연해서(물렁물렁) 자화 방향의 변화를 쉽게 막지를 못해요~
- 그래서 연철의 자화(M)는 H 방향대로 쉽게 쉽게 딸려가서 보자력이 작아요.
답은 ④
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