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비오-사바르의 법칙

다른 표기 언어 Biot-Savart law

요약 물리학에서 1820년 프랑스의 과학자 장 바티스트 비오와 펠릭스 사바르의 실험 결과를 바탕으로 전류와 이 전류가 만드는 자기장 사이의 관계를 정량적으로 나타낸 기본 법칙.

장 바티스트 비오(Jean-Baptiste Biot)

ⓒ Auguste Lemoine/wikipedia | Public Domain

도체 내에 전류가 흐르거나 전하가 운동을 하면 자기장이 형성된다. 도체 주위 영역의 한 지점에서 자기장의 값은 전류가 흐르는 도체의 작은 요소, 즉 전류요소들이 기여하는 효과의 전체적인 합으로 생각할 수 있다.

이 법칙에 의하면, 전류가 흐르는 도체의 전류요소에 의해서 형성되는 자기장의 값은 여러 요소에 의존한다. 우선 어떤 지점에서 자기장의 값은 전류요소의 길이와 전류에 정비례한다. 또한 자기장의 값은 자기장을 측정하는 특정 지점이 전류요소와 이루는 방향에 의해 결정된다.

만일 그 지점과 전류요소를 잇는 직선이 전류요소에 대해서 직각이 되면 자기장은 최대가 된다. 이 각도가 점차 작아지면 전류요소에 의한 자기장의 세기는 점차 감소하여, 직선이 전류요소의 방향과 같아지면 자기장은 0이 된다. 또한 어떤 지점에서 자기장은 이 지점과 전류요소 사이의 거리에 따라 변한다. 거리가 2배가 되면 자기장은 1/4로 감소한다. 즉 어느 지점에서의 자기장의 값은 전류요소와의 거리의 제곱에 반비례한다.

비오-사바르의 법칙을 특정한 상황에 적용할 때는, 특정한 지점의 자기장에 기여하는 모든 전류요소의 기여분을 모두 합하여 계산한다. 전류가 흐르는 매우 긴 전선에 인접한 지점에서의 자기장의 값은 전류의 값에 비례하며, 전선과 그 지점 사이의 수직거리의 제곱에 반비례한다.→ 앙페르 법칙

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