솔레노이드와 토로이드

1. 솔레노이드의 자기장

그림 3. 실제 솔레노이드의 자기장선

그림 4. 매우 긴 이상적인 솔레노이드 모식도

그림 2. 이상적인 솔레노이드 도선 단면
솔레노이드란 촘촘히 감긴 코일 도선에 흐르는 전류가 만드는 자기장을 말한다. 일단 솔레노이드의 길이가 원통의 지름보다 매우 크다고 가정하자. 솔레노이드의 자기장은 솔레노이드를 이루는 각각의 고리가 만드는 자기장의 벡터합이다. [그림 1]은 전류가 흐르는 솔레노이드를 나타낸 그림이다. [그림 1]에서 보는 바와 같이 도선 가까이서 보면 도선은 긴 직선처럼 보이며, 자기장선은 각 도선을 중심으로 동심원을 이룬다. 인접한 두 도선 사이의 영역에서는 자기장이 서로 상쇄된다. 또한 도선에서 멀리 떨어진 솔레노이드 내부의 영역에서는 자기장이 솔레노이드 중심축에 거의 평행하다. 도선으로 빽빽이 감은 매우 긴 솔레노이드를 이상적인 솔레노이드라고 하며 솔레노이드 내부의 자기장은 균일하며 솔레노이드의 축과 평행하다. [그림 2]에서 점 P와 같은 외부 영역에 로 표시한 위쪽의 도선이 만드는 자기장은 왼쪽을 향한다. 반면 로 표시한 아래쪽 도선이 점 에 만드는 자기장은 오른쪽을 향…