[일반물리학] Serway 대학 물리학 2 14강의 두 평행 도선 사이의 자기력을 구할 때의 고려사항 (Wire, occurrence, magnetic field, wire, actuality, all, consideration, force, physical quantities, interaction, example, current, magnetic force, action, interaction, explanation, action-reaction law, modern physics.)

질문 요약

왜 전선 스스로 발생하는 자기장은 고려하지 않고, 하나의 도선이 발생시키는 자기장만을 고려하는가요? 실제로는 두 도선이 모두 자기장을 발생시키므로 두 자기장을 모두 고려해야 할 텐데요.

답변 요약

힘은 두 물리량 사이의 상호작용으로 나타나는 효과입니다. 예를 들어 A에 의한 자기장내에 B에 의한 전류가 상호작용을 하여, 자기력이 나타나는 것입니다. 이러한 상호작용에 의해 힘이 발생하는 것입니다. 다만, 현대물리학에서는 자기력이 작용-반작용 법칙을 만족하지는 않습니다.

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두 평행 도선 사이의 자기력을 구할 때의 고려사항

두 평행 도선 사이의 자기력을 계산하려면, 각각의 도선이 발생시키는 자기장에 대해 고려해야 합니다. 그러나 여기서 주의해야 할 점은, 도선 스스로가 발생시키는 자기장은 그 도선에 직접적인 영향을 미치지 않는다는 것입니다.

자기장의 발생 원리

전류를 통과하는 도선 주변에는 자기장이 발생합니다. 이 자기장은 도선을 중심으로 원형으로 퍼져나가며, 도선에서 멀어질수록 그 강도는 약해집니다. 이러한 원리로, 두 도선 사이에는 각각의 도선이 만드는 자기장에 의한 힘이 작용합니다.

자기력의 발생 원리

물리학에서 힘은 두 물체간의 상호작용에 의해 발생한다고 설명합니다. 이렇게 물리량 간의 상호작용을 통해 발생하는 힘이 바로 자기력입니다. 예를 들어, A 도선이 만드는 자기장 내에서 B 도선에 흐르는 전류가 이 자기장과 상호작용을 하면, 그 결과로 B 도선에 자기력이 작용하게 됩니다.

자기력과 작용-반작용 법칙

그러나 이때, A 도선이 만드는 자기장이 A 도선 자신에게 영향을 미치지는 않습니다. 이는 뉴턴의 세 번째 법칙인 '작용과 반작용이 같다'는 법칙과는 조금 다른 양상을 보입니다. 이는 자기력이 작용-반작용 법칙을 만족하지 않기 때문인데, 이는 현대 물리학의 한 분야인 전자기학에서 중요한 연구 주제 중 하나입니다.

결론

따라서, 두 평행 도선 사이의 자기력을 계산할 때는 각 도선이 다른 도선에 미치는 영향, 즉 다른 도선에 의해 발생하는 자기장만을 고려하면 됩니다. 각 도선이 스스로 만들어내는 자기장은 자기 자신에게는 영행을 미치지 않으므로, 이를 계산에 포함시킬 필요가 없습니다.

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