7급 국가직 전기자기학 2008년 기출문제

시행 2008-07-26 · 책형 봉 · 20문항 · 출처: 인사혁신처 공개 기출(공공데이터포털, 이용허락 제한 없음)

전체 풀기 (시험 모드)원본 PDF 받기 2008 7급 국가직 전과목

전기회로와 자기회로의 대응 관계 중 옳지 않은 것은?

전기자기학

①전기저항과 자기저항
②전류와 자속
③기전력과 기자력
④유전율과 투자율

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전자유도 현상에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

전기자기학

①쇄교 자속의 변화에 의해 폐회로에 유도되는 전류 방향은 렌츠의 법칙을 따른다.
②일정한 권선 수의 코일에 전류를 흘려주면 전체 쇄교 자속은 전류의 제곱에 비례한다.
③폐회로에 유기되는 기전력의 크기는 폐회로를 쇄교하는 자속의 시간에 따른 변화량 크기와 같다.
④변압기는 1차 코일 전류에 의해 2차 코일에 기전력이 유기되는 상호 유도현상을 이용한 것이다.

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비유전율(

ϵ_{r}

)이 4이고, 비투자율(

μ_{r}

)이 9인 무손실 매질을 진행하는 평면전자파의 위상속도

[m/s]

와 이 매질의 고유임피던스[Ω]는?

전기자기학

①5 × 10⁷, 약 251
②2 × 10⁸, 약 251
③5 × 10⁷, 약 566
④2 × 10⁸, 약 566

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다음 중 나머지 셋과 가장 관계가 작은 것은?

전기자기학

① $\nabla \times B = μ J + μ \frac{\partial D}{\partial t}$
② $\oint_{s} B \cdot d S = 0$
③고립된 자하(magnetic charge)는 없다.
④ $\nabla \cdot B = 0$

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비투자율(

μ_{r}

)이 1인 무손실 유전체를 진행하는 평면전자파의 전계가

E = 2 cos (1 0^{9} t - 10 z) a_{x}

[V/m]

로 주어져 있다. 이 유전체의 비유전율(

ϵ_{r}

)은?

(단, 자유공간에서 빛의 속도는 3 × 10⁸ [

m/s

]이다)

전기자기학

① $3$
②3
③9
④10

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반지름이

r

이고 전하량

Q

가 체적상에 균일하게 분포되어 있는 반구가 다음 그림과 같이 공기 중에 있다. 반구 중심

O

에서

h

만큼 떨어진

z

축 상의

A

점에서의 전위는?

(단,

h > r

이고, 무한히 먼 지점에서의 전위는

0

이다)

전기자기학

① $\frac{Q}{2 π ϵ _{0} h}$
② $\frac{Q}{4 π ϵ _{0} h}$
③ $\frac{Q}{8 π ϵ _{0} h}$
④ $\frac{Q}{16 π ϵ _{0} h}$

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전위 함수가

V (x, y, z) = 2 x + y

[V]

로 주어지는 정육면체(

0 \leq x \leq 1

[m]

0 \leq y \leq 1

[m]

0 \leq z \leq 1

[m]

) 자유공간에 저장되는 에너지

[J]

는?

(단,

ϵ_{0}

는 자유공간의 유전율 크기이다)

전기자기학

① $\frac{2 ϵ _{0}}{3}$
② $\frac{3 ϵ _{0}}{2}$
③ $\frac{5 ϵ _{0}}{2}$
④ $\frac{3 ϵ _{0}}{5}$

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다음 중 자유공간 내의 정전계를 나타낼 수 없는 것은?

전기자기학

① $D = (2 y^{2} + z) a_{x} + 4 x y a_{y} + x a_{z}$ $[C/ m^{2}]$
② $V = x - y + x y + 2 z$ $[V]$
③ $D = 2 x y a_{x} + x^{2} a_{y}$ $[C/ m^{2}]$
④ $D = x y a_{x} + y^{2} a_{y} + z a_{z}$ $[C/ m^{2}]$

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공기로 채워진 평판 커패시터에 건전지가 연결되어 있다. 건전지를 제거한 후 유전체 판(

ϵ_{r} \neq = 1

)을 두 도체판 간격을 유지하면서 조심스럽게 삽입하였을 때 커패시터에서 그 크기가 변하지 않은 양을 모두 고르면?

ㄱ. 전하량 ( $Q$ )

ㄴ. 전계 ( $E$ )

ㄷ. 전속밀도 ( $D$ )

ㄹ. 전위차 ( $V$ )

ㅁ. 저장된 에너지 ( $W_{E}$ )

전기자기학

①ㄱ, ㄴ
②ㄱ, ㄷ
③ㄴ, ㄷ, ㄹ
④ㄷ, ㄹ, ㅁ

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10.

다음 그림과 같이 중심점으로부터 도선까지의 수직 거리가

R

인 정육각형 모양의 도선에 전류

I

가 지속적으로 흐르고 있을 때, 중심점에서의 자속밀도 크기는?

(단, 도선은 공기 중에 있다)

전기자기학

① $\frac{2}{2} \frac{μ _{0} I}{π R}$
② $\frac{3}{2} \frac{μ _{0} I}{π R}$
③ $\frac{μ _{0} I}{π R}$
④ $\frac{3}{2} \frac{μ _{0} I}{π R}$

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11.

다음 그림과 같은 자성체 구조에서 투자율이 각각

μ_{1} = 2 μ_{0}

μ_{2} = 5 μ_{0}

이고, 두 자성체 경계면에 표면전류밀도

K_{s} = 1 a_{y}

[A/m]

의 표면전류가 존재한다. 영역 2에서의 자계가

H_{2} = 5 a_{x} + 2 a_{z}

[A/m]

라면, 영역 1에서의 자계

H_{1}

[A/m]

은?

(단,

y

축 방향은 오른손 좌표계를 따른다)

전기자기학

① $H_{1} = 4 a_{x} + 5 a_{z}$
② $H_{1} = 5 a_{x} + 4 a_{z}$
③ $H_{1} = 6 a_{x} + 5 a_{z}$
④ $H_{1} = 5 a_{x} + 6 a_{z}$

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12.

다음 그림과 같이 두 도체판의 간격이

d_{0}

이며 공기로 채워진 매우 넓은 면적(

S

)의 평판 커패시터에 일정 전압

V

가 걸려 있다.

t = 0

인 순간 이 커패시터의 두 도체판 간격이

d = d_{0} - α t

로 서서히 줄어들기 시작하였다면, 시작 직후(

d ≃ d_{0}

) 회로에 흐르는 전류 크기는?

전기자기학

① $ϵ_{0} SV \frac{α}{d _{0}}$
② $ϵ_{0} SV \frac{α}{d _{0}^{2}}$
③ $ϵ_{0} SV \frac{α ^{2}}{d _{0}}$
④ $ϵ_{0} SV \frac{α ^{2}}{d _{0}^{2}}$

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13.

다음 그림과 같이

I

의 전류가 무한장 직선도선에 흐를 때, 이 도선에서

a

만큼 떨어진 곳에 있는 직사각형

A

(가로

a

, 세로

c

)를 쇄교하는 자속과 도선에서

2 a

만큼 떨어진 곳에 있는 직사각형

B

(가로

b

, 세로

c

)를 쇄교하는 자속이 같다면

a

와

b

의 관계는?

(단, 직선도선과 직사각형

A

및

B

는 동일 평면상에 있다)

전기자기학

① $b = 2 a$
② $b = 3 a$
③ $b = 4 a$
④ $b = a$

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14.

Q

[C]

의 전하량을 가진 반지름

a

[m]

의 도체구를 비유전율(

ϵ_{r}

)이 2인 기름 탱크 속에서 공기중으로 이동시켰다. 이동 전후에 전하량이 변하지 않았다면, 도체구의 정전에너지 변화량

[J]

은?

전기자기학

① $\frac{Q ^{2}}{4 π ϵ _{0} a}$
② $\frac{Q ^{2}}{8 π ϵ _{0} a}$
③ $\frac{Q ^{2}}{16 π ϵ _{0} a}$
④ $\frac{Q ^{2}}{32 π ϵ _{0} a}$

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15.

자계가

H = 3 z a_{x} - 2 x^{3} a_{z}

[A/m]

로 주어질 때, 직각좌표계상의 한 점 (2, 3, 4)

[m]

에서의 전류밀도

[A/ m^{2}]

는?

전기자기학

① $- 3 a_{x} - 24 a_{y}$
② $3 a_{y} + 24 a_{z}$
③ $12 a_{x} - 16 a_{z}$
④ $27 a_{y}$

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16.

다음 그림과 같이 가는 도선으로 구성된 정사각형 루프 회로를 자속밀도가

1 \times 1 0^{- 3} sin (2 π \times 1 0^{7} t)

[Wb / m^{2}]

로 주어지는 균일 시변 자계(

B

) 속에 자계와 수직으로 두었다. 도선 전체의 저항이

2 π

[kΩ]일 때 이 도선에 흐를 수 있는 최대 순시전류

[mA]

는?

전기자기학

①50
②100
③200
④500

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17.

다음 그림과 같이 0.3 [

Wb / m^{2}

]의 균일 자계(

B

) 속에 자계와 수직으로 놓인 길이 40 [

cm

]의 직선도선을 자계와 30° 방향으로 40 [

m/s

]의 속도로 평행 이동시킬 때 도선 양단에 유기되는 기전력[

V

]은?

(단, 이동 방향은 도선 길이 방향과 수직이다)

전기자기학

①1.8
②2.0
③2.4
④3.2

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18.

특성임피던스가 50 [Ω]인 무손실 전송선로와 임피던스가 100 [Ω]인 부하를

λ /4

-변환기(

λ /4

transformer)로 정합시켜서 전송선로에 나타나는 반사를 제거하고자 한다.

λ /4

-변환기의 특성임피던스[Ω]는?

전기자기학

①70.71
②60.58
③85.27
④33.33

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19.

동축 무손실 전송선로에서 선로위치에 따른 내부와 외부 도선 사이의 전압을 측정한 결과 전압 진폭 최대값이 20 [

V

], 최소값이 10 [

V

]일 때 전압정재파비(VSWR)와 반사계수 크기 각각의 값은?

전기자기학

①2, $\frac{1}{3}$
②2, $\frac{1}{2}$
③3, $\frac{1}{3}$
④3, $\frac{1}{2}$

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20.

두 도체판의 면적이 각각 4 [

cm^{2}

]이고 간격이 1 [

mm

]인 평판 커패시터에

20 π sin (1 0^{3} t)

[

V

]의 전압이 인가될 때 커패시터에 흐르는 변위전류[

μ A

]는?

(단, 도체판 사이에는

ϵ = 9 ϵ_{0}

의 유전체가 채워져 있고,

ϵ_{0} = \frac{1 0 ^{- 9}}{36 π}

[F/m]

이다)

전기자기학

① $sin (1 0^{3} t)$
② $cos (1 0^{3} t)$
③ $2 sin (1 0^{3} t)$
④ $2 cos (1 0^{3} t)$

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