자기장 계산기
자기장 계산기는 직선 도선, 원형 루프, 솔레노이드, 토로이드, 헬름홀츠 코일, 막대 자석 등 6가지 형상의 B필드를 계산합니다. 인터랙티브 SVG 자기력선 시각화, B-위치 축 프로필 차트, 지구 자기장~MRI 비교 스케일을 제공합니다. 무료, 가입 불필요.
형상
프리셋
Typical 15A household circuit at 10 cm distance
µ₀ = 4π × 10⁻⁷ T·m/A (µ₀ = 4π × 10⁻⁷ T·m/A)
결과
자기력선
직선 도선
실물 비교
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자기장 계산기란?
자기장 계산기는 전류가 흐르는 도체와 자석이 생성하는 자속 밀도(B필드)를 계산합니다. 대칭 형상에 대한 해석적 해 — 솔레노이드(B = µ₀nI), 토로이드(B = µ₀NI/2πr), 헬름홀츠 코일(B = 8µ₀NI/5√5R) 등 비오-사바르 법칙과 앙페르 법칙 기반 공식을 사용합니다. 이 계산기는 6가지 형상에 대해 실시간 SVG 자기력선 시각화와 B-위치 축 프로필 차트를 제공하며, 전자석 설계, 센서 배치, MRI 보정, 실험 장비 구성에 활용됩니다.
사용 방법
- 형상 선택: 직선 도선, 원형 루프, 솔레노이드, 토로이드, 헬름홀츠 코일, 막대 자석
- 매개변수 입력 (전류, 치수, 감은 수) 또는 프리셋 선택
- 자기장 세기를 자동 단위 변환으로 확인 (T, mT, µT, Gauss)
- 인터랙티브 자기력선 다이어그램과 축 프로필 차트로 자기장 분포 탐색
- 지구 자기장(50 µT)부터 MRI(3 T)까지 실물 비교 스케일에서 결과 확인
자주 묻는 질문
전류가 흐르는 직선 도선의 자기장은 얼마인가요?
무한히 긴 직선 도선에 전류 I가 흐를 때, 거리 r에서의 자기장은 B = µ₀I/(2πr)입니다. µ₀ = 4π × 10⁻⁷ T·m/A입니다. 자기장은 도선 주위에 동심원을 형성합니다(오른손 법칙). 예를 들어, 15A 가정용 전선은 10cm 거리에서 약 30 µT를 생성합니다.
솔레노이드 내부 자기장은 어떻게 계산하나요?
이상적인 무한 솔레노이드에서 B = µ₀nI이며, n = N/L은 단위 길이당 감은 수입니다. 유한 솔레노이드의 경우 자기장은 축을 따라 변하며 양 끝에서 절반으로 줄어듭니다. 이 계산기는 축 방향 임의 위치에서 정확한 유한 솔레노이드 공식을 사용합니다.
헬름홀츠 코일이란 무엇이고 왜 균일한 자기장을 만드나요?
헬름홀츠 코일은 반지름 R만큼 떨어진 두 개의 동일한 원형 코일입니다. 중심에서 B = 8µ₀NI/(5√5R)입니다. 간격이 R일 때 자기장의 이차 도함수가 0이 되어 중앙 영역에 거의 균일한 자기장이 형성됩니다. 센서 보정 및 과학 실험에 사용됩니다.
자기장의 단위는 무엇인가요?
SI 단위는 테슬라(T)입니다. 일반 부단위: 밀리테슬라(mT = 10⁻³ T), 마이크로테슬라(µT = 10⁻⁶ T). CGS 단위는 가우스(G)이며, 1 T = 10,000 G입니다. 지구 자기장은 약 25-65 µT(0.25-0.65 G)이고, MRI 장치는 1.5-3 T를 사용합니다.