권선형 솔레노이드 코일은 발전기, 전동기, 변압기 등과 같은 기기에서 효율적인 전자기에너지 변환을 위해 가장 일반적으로
사용되는 설계 구성 요소이다. 솔레노이드 코일 권선에 전류를 인가하면 코일 권선수에 비례하는 자기장이 코일 내부에서 균일
하게 발생하고, 발생한 고밀도의 자기장은 강자성 재료와 반응하여 강한 전자기력을 발생시켜 기계적인 운동에너지로의 변환이
이뤄진다. 이때, 솔레노이드 코일 자체의 인접한 권선 간에는 인가된 내부 전류와 자기장의 상호 작용에 따라 각각의 코일 권선
사이에도 강력한 전자기력이 발생하게 된다. 본 논문에서는 다중 권선층 구조의 솔레노이드 코일에서 인가 전류에 따라 코일의
반경 방향으로 발생하는 전자기적 팽창력에 대한 수식을 전기-기계에너지 변환식을 이용하여 간략하게 산출하는 방법을 제안하
였고, 유한요소법을 이용한 수치해석 결과와 기존 로렌츠의 힘 방정식으로부터 개별적으로 산출하는 수학적 모델식 결과와 비교
를 통하여 제안한 수식 결과의 타당성을 검증하였다.

The multi-layer solenoid coil is one of the most important design component for efficient electro-mechanical energy conversion in
electrical machines such as generators, motors and transformers. When the voltage and current are applied across the coil, a uniform
magnetic field is generated inside the coil and that is proportional to the number of coil windings, and the high-density magnetic field
generated by the coil can be converted to mechanical energy by applying the strong electromagnetic force to a ferromagnetic material.
At this time, the interaction between the current and magnetic field of the solenoid coil generates a strong electromagnetic expansive
force between each coil wire. In this paper, we proposed both the method and formula to calculate the electromagnetic expansion force
acting on the multi-winding layer solenoid coil by using the energy transfer equation. When the current flows a solenoid coil, the
expansion force is generated in the radial direction of the coil. The mathematical calculation results were verified by simulated ones.