7급 국가직 전기자기학 2010년 기출문제

권선수가 3,000회이고 단면적이 2 [cm²], 길이가 40 [cm]인 철로 된 환상 솔레노이드에 2 [mm]의 공극이 있을 때, 자속 $\Phi$가 $\pi$ [mWb]의 값을 갖도록 하는 전류 $I$ [A]는? (단, 철의 비투자율 ${\mu }_r$는 1,000 이다)

자유공간에서 균일한 면전하밀도 ${\rho }_{s1}=\frac{1}{3\pi }$ [nC/m²]를 가지는 무한 평판전하가 x ＝ -1 [m]에 놓여 있고, 균일한 면전하밀도 ${\rho }_{s2}=-\frac{1}{3\pi }$ [nC/m²]를 가지는 무한 평판전하가 x ＝ 3 [m]에 놓여 있다. 점(0,0,1) [m]에 대한 점(1,0,1) [m]의 전위차 [V]는?

(단, ${ϵ}_0=\frac{10^{-9}}{36\pi }$ [F/m]이다)

y ＝ 0 면을 경계로 하여 y < 0인 영역 1은 비유전율 ${ϵ}_{r1}=3$이고, y > 0인 영역 2는 비유전율 ${ϵ}_{r2}=2$인 유전체이다. 영역 1의 전계가 $\overrightarrow{E_1}=3\overrightarrow{a_x}-5\overrightarrow{a_y}$ [V/m]이면 영역 2의 전계 $\overrightarrow{E_2}$ [V/m]와 분극 $\overrightarrow{P_2}$ [C/m²]는? (단, 경계면에서 면전하는 존재하지 않는다)

그림과 같이 z축을 중심으로 반경 1 [m]의 원통형 공동이 있는 두께 4 [m]의 무한 도체판에 균일한 전류밀도 $J_0\overrightarrow{a_z}$ [A/m²]가 흐르고 있다. 점 P(4, 0, 0) [m]에서 자계의 세기 [A/m]는?

(단, 도체판은 z축 방향으로 무한한 구조이다)

전계 $\vec{E}=10\sin (10^{7}t-2\pi z)\overrightarrow{a_y}$ [V/m]일 때,

$\nabla \times \vec{E}=-{\mu }_0\frac{\partial \vec{H}}{\partial t}$ 만족시키는 $\vec{H}$ [A/m]의 최대값은?

단면적이 $a^2$이고 투자율이 $\mu$인 그림과 같은 정사각 단면의 토로이드가 있다. 권선수 $N$일 때, 인덕턴스는?

비투자율 ${\mu }_r=4$인 무손실 유전체에서 자계가

$\vec{H}=2\cos (6\cdot 10^{7}t-2z)\overrightarrow{a_y}$ [A/m]인 경우 포인팅벡터 $\vec{P}$ [W/m²]의 최대값은? (단, 자유공간에서 전파속도는 $3\times 10^8$ [m/s] 이다)

그림과 같이 무한 직선 도선에 전류 $I=I_0\cos \omega t$가 흐르고 있다. 전체 저항이 $R$이고 한 변의 길이가 $b$인 정사각형 도선이 무한 직선 도선에서 $a$만큼 떨어진 곳에 고정되어 있을 때, 정사각형 도선에 흐르는 유도 전류 [A]는? (단, 직선 도선과 정사각형 도선은 자유공간의 동일한 평면상에 있다)

특성 임피던스 80 [Ω]의 무손실 전송선로에 100 ＋ j80 [Ω]의 부하가 연결되어 있다. 부하 연결점에서 파장의 $\frac{1}{8}$배 거리만큼 이동한 위치에서 바라본 입력 임피던스 [Ω]는?

무손실 유전체인 영역 1의 고유 임피던스는 ${\eta }_1=300$[Ω]이고, 무손실 유전체인 영역 2의 고유 임피던스는 ${\eta }_2=100$[Ω]이다. 영역 1의 입사 전계 진폭이 $E_{10}^{+}=100$ [V/m]인 평면파가 두 유전체의 경계면에 수직 입사할 때, 영역 2에서의 평면파의 투과 평균전력밀도 [W/m²]는?

유전율 ${ϵ}_1$ 및 ${ϵ}_2$의 두 무손실 유전체가 경계를 형성하고 있다. 경계면에서의 전계 및 전속밀도에 관한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 경계면에서 면전하는 존재하지 않는다)

무손실 전송선로에서 파의 속도 [$v$]와 특성 임피던스 [$Z_0$]로 옳은 것은?

면적 S ＝ 20 [cm²], 간격 d [mm], 유전율 $ϵ$ ＝ 25 [pF/m]인 평행판 콘덴서에 전압 80 [V]를 인가하여 Q ＝ 2 [nC]로 충전되었다면, 콘덴서의 평행판 간격 d [mm]는?

환상 철심에 권선수 2,000회의 A코일과 권선수 500회의 B코일이 감겨져 있다. A코일의 자기 인덕턴스가 200 [mH]일 때, A와 B 두 코일 사이의 상호 인덕턴스 [mH]는?

자속 밀도 $\vec{B}=3(\overrightarrow{a_x}-\overrightarrow{a_y})$ [Wb/m²]일 때,$-\overrightarrow{a_z}$ 방향으로 5 [A]의 전류가 흐르는 길이 1[m] 직선도체에 작용하는 힘 [N]은?

비투자율 ${\mu }_r$이 1인 무손실 유전체에서 평면 전자파의 전계가 $\vec{E}=3\sin (\sqrt{3}\cdot 10^{8}t-z)\overrightarrow{a_x}$ [V/m]이다. 이 유전체의 고유 임피던스 $\eta$ [Ω]는? (단, ${\eta }_0$는 자유공간의 고유 임피던스 [Ω]이며, 자유공간에서 전파속도는 $3\times 10^8$ [m/s] 이다)

z ＝ 0인 평면상에 놓인 x ＝ 0, x ＝ 1[m], y ＝ 0, y ＝ 2 [m]의 직사각형 루프에 자속밀도 $\vec{B}=4xy\cos t\overrightarrow{a_z}$ [Wb/m²]가 인가될 경우 루프에 유기되는 기전력 [V]은?

반지름이 1 [m]인 도체구 A가 있고, A와 동심으로 안쪽 반지름이 2 [m], 바깥쪽 반지름이 4 [m]인 도체 구각(spherical shell) B가 있다. 전기적으로 중성인 두 도체 중, 도체구 A에만 $Q_A=\pi {ϵ}_0[C]$의 전하가 인가되었을 때 도체 A의 전위 [V]는? (단, 도체 A, B를 제외한 부분은 모두 자유공간이다)

자유공간에서 자계 $\vec{H}=y\overrightarrow{a_x}+2x\overrightarrow{a_y}+xy\overrightarrow{a_z}$가 주어져 있다. 다음 중 옳지 않은 것은? (단, $\vec{J}$는 전류밀도이며, 선적분과 면적분은 그림 상의 경로와 영역에서 수행한다)

다음 중 자유공간에서 정자계를 나타낼 수 없는 것은?