전기산업기사 필기 무료 맛보기

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   다음은 전자기 현상에 대한 설명이다. 다음 중 제시된 설명과 일치하지 않는 것은?

   ①시간에 따라 변화하는 자기장은 주변에 전기장을 형성하며, 이는 발전기의 작동 원리를 설명하는 데 중요한 역할을 한다.②앙페르-맥스웰 법칙에 따르면, 변위 전류는 전도 전류와 유사하게 자기장을 생성하는 효과를 가지며, 이는 축전기 충전 과정에서 나타난다.③맥스웰 방정식은 빛이 전자기파의 형태로 공간을 전파하며, 그 속도는 매질의 종류와 관계없이 항상 일정하다는 것을 의미한다.④가우스 법칙에 의하면 전기력선은 전하에서 시작되거나 끝나며, 자기력선은 항상 닫힌 고리를 형성한다.
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   다음 중 맥스웰 방정식에 해당하지 않는 것은 무엇인가?

   ①$\text{rot} E = -\frac{\partial B}{\partial t}$②$\text{rot} H = i + \frac{\partial D}{\partial t}$③$\text{div} D = \rho$④$E = mc^2$
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   전자기학 법칙 중 가우스 법칙과 자기장의 발산 없음 법칙(자속 보존 법칙)을 설명한 내용으로 옳지 않은 것은?

   ①가우스 법칙은 전하 분포가 전기장을 형성하는 원리를 기술하며, 자기장의 발산 없음 법칙은 자기 홀극의 부재를 나타낸다.②가우스 법칙은 폐곡면을 통과하는 전기 선속이 내부 전하량에 의존함을 설명하고, 자기장의 발산 없음 법칙은 폐곡면을 통과하는 자기 선속의 총합이 항상 0임을 의미한다.③가우스 법칙은 전기장이 공간적으로 어떻게 분포하는지를 보여주며, 자기장의 발산 없음 법칙은 자기장이 시작점이나 끝점 없이 항상 닫힌 고리를 형성함을 시사한다.④가우스 법칙은 도체 내부의 전기장이 항상 일정하다는 것을 보장하며, 자기장의 발산 없음 법칙은 영구자석 내부에 자기장이 존재하지 않음을 의미한다.
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   전자기학에서 맥스웰 방정식은 전기장(E), 자기장(H), 자속 밀도(B), 전속 밀도(D), 전하 밀도(ρ), 전류 밀도(J) 사이의 관계를 기술한다. 특히, 시간에 따라 변하는 자기장이 전기장을 유도한다는 패러데이 법칙과 전기장의 발산이 전하 밀도에 비례하고 자기장의 발산은 항상 0이라는 가우스 법칙은 전자기 현상을 이해하는 데 중요한 역할을 한다. 또한, 맥스웰은 앙페르 법칙을 수정하여 변위 전류의 개념을 도입했는데, 이는 전도 전류와 동일하게 자기장을 발생시키는 효과를 가진다. 이러한 맥스웰 방정식을 기반으로 할 때, 다음 설명 중 가장 정확한 것을 선택하시오.

   ①앙페르-맥스웰 법칙에서 변위 전류는 전도 전류와 유사한 자기장 형성 효과를 갖지만, 콘덴서 내부와 같이 특정 위치에만 국한되어 나타난다.②패러데이 유도 법칙에 따라 발생하는 전기장의 방향은 항상 자기장 변화를 강화하는 방향으로 형성된다.③맥스웰 방정식은 전자기파의 존재를 설명하며, 자유 공간에서의 전자기파 속도는 매질의 유전율과 투자율의 곱의 제곱근에 반비례한다.④맥스웰 방정식은 전자기 현상을 완벽하게 기술하며, 전자기파는 진공 상태에서 진행할 수 없고 오직 매질이 존재해야만 전파가 가능하다.
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   유전율이 $\epsilon = \epsilon_0$인 자유공간에서 전계가 $E = 100 \sin(120\pi t) [V/m]$ 일 때, 변위전류밀도의 최댓값은 약 몇 $[A/m^2]$ 인가?

   ①$3.34 \times 10^{-7}$②$3.34 \times 10^{-6}$③$8.85 \times 10^{-7}$④$8.85 \times 10^{-6}$
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   다음 중 가우스 법칙(전기장)과 자속 보존 법칙을 비교한 설명으로 가장 적절한 것은?

   ①가우스 법칙은 전기장이 전하에서 발산한다는 것을 설명하며, 자속 보존 법칙은 자장이 자하에서 발산한다는 것을 설명한다.②가우스 법칙은 폐곡면을 통과하는 순 전기력선 수는 폐곡면 내의 알짜 전하량에 비례한다는 것을 설명하며, 자속 보존 법칙은 폐곡면을 통과하는 순 자기력선 수는 항상 0이라는 것을 설명한다.③가우스 법칙은 시간에 따라 변하는 자기장이 전기장을 유도한다는 것을 설명하며, 자속 보존 법칙은 시간에 따라 변하는 전기장이 자기장을 유도한다는 것을 설명한다.④가우스 법칙은 전하가 존재하지 않는 공간에서 전기장이 0이라는 것을 설명하며, 자속 보존 법칙은 자극이 존재하지 않는 공간에서 자기장이 0이라는 것을 설명한다.
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   면적 $A$와 간격 $d$를 가지는 평행판 축전기가 있다. 이 축전기의 내부에 서로 다른 유전 특성을 갖는 두 종류의 유전체, 즉 상대 유전율이 $epsilon_{rA}$인 유전체 A와 상대 유전율이 $epsilon_{rB}$인 유전체 B가 채워져 있다. 유전체 A는 축전기 면적의 30%를 차지하고, 유전체 B는 나머지 70%를 채우고 있을 때, 이 복합 유전체 축전기의 총 전기 용량을 가장 적절하게 나타낸 것은 무엇인가?

   ①$\frac{\epsilon_0 A}{10d}(3\epsilon_{rA} + 7\epsilon_{rB})$②$\frac{\epsilon_0 A}{d}(0.3\epsilon_{rA} + 0.7\epsilon_{rB})$③$\frac{10\epsilon_0 A}{d}(3\epsilon_{rA} + 7\epsilon_{rB})$④$\frac{d}{\epsilon_0 A} (\frac{0.3}{\epsilon_{rA}} + \frac{0.7}{\epsilon_{rB}})^{-1}$
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   서로 다른 유전율 $\epsilon_1$과 $\epsilon_2$를 가지는 두 유전체의 경계면에서 전속 밀도의 법선 성분에 대한 경계 조건으로 옳은 것은?

   ①$E_{1n} = E_{2n}$②$D_{1t} = D_{2t}$③$D_{1n} = D_{2n}$④$E_{1t} = E_{2n}$
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   서로 다른 유전율 $\epsilon_1$과 $\epsilon_2$를 가지는 두 유전체의 경계면에 전계가 입사하고 있습니다. 다음 중 경계면에서 연속인 성분을 모두 고르시오.

   ①전계의 법선 성분②전속 밀도의 접선 성분③전계의 접선 성분과 전속 밀도의 법선 성분④전계의 법선 성분과 전속 밀도의 접선 성분
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    그림과 같이 유전율이 각각 $\epsilon_1$과 $\epsilon_2$인 두 유전체가 경계면을 이루고 있다. 전기력선이 유전체 1에서 경계면에 $\theta_1$의 각도로 입사하여 유전체 2에서 $\theta_2$의 각도로 굴절할 때, $\epsilon_1 > \epsilon_2$라면 굴절각 $\theta_2$는 입사각 $\theta_1$에 비해 어떻게 변화하는가?

    ①$\theta_2 < \theta_1$②$\theta_2 = \theta_1$③$\theta_2 > \theta_1$④$\theta_2$의 크기는 전기력선의 세기에 따라 달라진다.

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