전류가 만드는 자기장

1. 전류와 자기장의 기본 개념

전류와 자기장은 밀접한 관련이 있으며, 전류가 흐르는 도선 주변에는 자기장이 형성된다. 이는 앙페르의 법칙과 오ersted의 실험으로 설명되는데, 1820년 오ersted이 전류가 흐르는 도선 근처에서 나침반의 바늘이 움직이는 현상을 발견함으로써 전류와 자기장 간의 연결이 입증되었다. 전류란 전자를 일정한 방향으로 흐르게 하는 전기적 흐름으로, 일반적으로 암페어(A)로 측정한다. 전류가 흐를 때 도선 주변에 자기장이 생기며, 자기장은 도선에 직각인 방향으로 형성된다. 구체적으로, 직선 도선 주변의 자기장은 원형으로 형성되며, 자기장의 크기와 방향은 앙페르의 오른손 법칙으로 결정한다. 즉, 오른손의 엄지손가락이 전류의 방향을 가리키면, 손가락이 감싸는 원이 자기장의 방향이 된다. 자기장은 도선에서의 전류 크기에 정비례하는데, 전류가 클수록 자기장 강도도 증가한다. 예를 들어, 전류가 1A인 직선 도선 주위의 자기장 세기는 도선으로부터 거리 r에 따라 B=μ·I/2πr로 계산되며, μ는 진공의 투자율(약 4π×10^-7 H/m)이다. 수치적으로, 도선에서 1mm 떨어진 곳에서 전류가 1A일 경우 자기장은 약 200μT…